अपने नए डिजाइन ढांचे का उपयोग करते हुए, टीम ने ARYABHAT-1 या “एनालॉग रिकॉन्फिगरेबल टेक्नोलॉजी और एआई टास्क के लिए बायस-स्केलेबल हार्डवेयर” नामक एनालॉग चिपसेट का एक प्रोटोटाइप बनाया है। शोधकर्ताओं ने दो प्री-प्रिंट अध्ययनों में अपने निष्कर्षों को रेखांकित किया है जो वर्तमान में सहकर्मी समीक्षा के अधीन हैं और पेटेंट भी दायर कर चुके हैं।
आर्यभट-1 चिप माइक्रोग्राफ
“इस प्रकार का चिपसेट आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस (एआई) आधारित एप्लिकेशन जैसे ऑब्जेक्ट या स्पीच रिकग्निशन के लिए विशेष रूप से मददगार हो सकता है – सोचो एलेक्सा या महोदय मै – या जिन्हें उच्च गति पर बड़े पैमाने पर समानांतर कंप्यूटिंग संचालन की आवश्यकता होती है,” IISc ने कहा।
यह बताते हुए कि अधिकांश इलेक्ट्रॉनिक उपकरण, विशेष रूप से वे जिनमें कंप्यूटिंग शामिल है, डिजिटल चिप्स का उपयोग करते हैं क्योंकि डिजाइन प्रक्रिया सरल और स्केलेबल है। चेतन सिंह ठाकुर, इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम इंजीनियरिंग विभाग (डीईएसई) के सहायक प्रोफेसर ने समझाया: “लेकिन एनालॉग का लाभ बहुत बड़ा है। आपको शक्ति और आकार में परिमाण में सुधार के आदेश प्राप्त होंगे।”
ठाकुर की प्रयोगशाला एनालॉग चिपसेट विकसित करने के प्रयासों का नेतृत्व कर रही है। आईआईएससी ने कहा कि ऐसे अनुप्रयोगों में जिन्हें सटीक गणना की आवश्यकता नहीं होती है, एनालॉग कंप्यूटिंग में डिजिटल कंप्यूटिंग को मात देने की क्षमता होती है, क्योंकि पूर्व अधिक ऊर्जा-कुशल है।
हालांकि, एनालॉग चिप्स को डिजाइन करते समय कई तकनीकी बाधाओं को दूर करना है, आईआईएससी ने कहा, डिजिटल चिप्स के विपरीत, एनालॉग प्रोसेसर का परीक्षण और सह-डिजाइन मुश्किल है। बड़े पैमाने के डिजिटल प्रोसेसर को उच्च-स्तरीय कोड संकलित करके आसानी से संश्लेषित किया जा सकता है, और एक ही डिज़ाइन को प्रौद्योगिकी विकास की विभिन्न पीढ़ियों में पोर्ट किया जा सकता है – जैसे, 7nm चिपसेट से 3nm चिपसेट तक – न्यूनतम संशोधनों के साथ।
“चूंकि एनालॉग चिप्स आसानी से स्केल नहीं करते हैं (अगली पीढ़ी की तकनीक या नए एप्लिकेशन में संक्रमण करते समय उन्हें व्यक्तिगत रूप से अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है) उनका डिज़ाइन महंगा होता है। एक और चुनौती यह है कि जब एनालॉग डिजाइन की बात आती है तो शक्ति और क्षेत्र के साथ सटीक और गति का व्यापार करना आसान नहीं होता है, ”आईआईएससी ने कहा।
डिजिटल डिज़ाइन में, केवल एक ही चिप में लॉजिक यूनिट जैसे अधिक घटकों को जोड़ने से सटीकता में वृद्धि हो सकती है, और जिस शक्ति पर वे काम करते हैं उसे डिवाइस के प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना समायोजित किया जा सकता है।
इन चुनौतियों को दूर करने के लिए, टीम ने एक नया ढांचा तैयार किया है जो एनालॉग प्रोसेसर के विकास की अनुमति देता है जो डिजिटल प्रोसेसर की तरह बड़े पैमाने पर होता है। उनके चिपसेट को फिर से कॉन्फ़िगर और प्रोग्राम किया जा सकता है ताकि एक ही एनालॉग मॉड्यूल को विभिन्न पीढ़ियों के प्रोसेस डिज़ाइन और विभिन्न अनुप्रयोगों में पोर्ट किया जा सके।
ठाकुर ने कहा, “आप डिजिटल डिजाइन की तरह 180 एनएम या 7 एनएम पर एक ही तरह की चिप को संश्लेषित कर सकते हैं।” आर्यभट पर विभिन्न मशीन लर्निंग आर्किटेक्चर प्रोग्राम किए जा सकते हैं, और डिजिटल प्रोसेसर की तरह, एक विस्तृत श्रृंखला में मजबूती से काम कर सकते हैं। तापमान।
शोधकर्ताओं ने कहा कि आर्किटेक्चर भी “पूर्वाग्रह-स्केलेबल” है – इसका प्रदर्शन वही रहता है जब वोल्टेज या करंट जैसी परिचालन स्थितियों को संशोधित किया जाता है। इसका मतलब है कि एक ही चिपसेट को या तो अल्ट्रा-एनर्जी-एफिशिएंट इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT) एप्लिकेशन या ऑब्जेक्ट डिटेक्शन जैसे हाई-स्पीड कार्यों के लिए कॉन्फ़िगर किया जा सकता है।
डिजाइन ढांचे को आईआईएससी छात्र के हिस्से के रूप में विकसित किया गया था Pratik Kumarके पीएचडी कार्य, और मैककेल्वे स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग, वाशिंगटन विश्वविद्यालय के प्रोफेसर शांतनु चक्रवर्ती के सहयोग से, जो आईआईएससी में मैकडॉनेल अकादमी के राजदूत के रूप में भी कार्य करते हैं।
चक्रवर्ती कहते हैं, “एनालॉग बायस-स्केलेबल कंप्यूटिंग के सिद्धांत को वास्तविकता में और व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए प्रकट होते हुए देखना अच्छा है।”