3-noyabrda npj Unconventional Computing jurnalida nashr etilgan maqolada mualliflar zamonaviy analog hisoblash tushunchasini belgilab berishgan. «Differential va matrix tenglamalarni yechish uchun zamonaviy analog hisoblash» nomli ish Pekin universiteti sun Jong institutining sunʼiy intellekt va integratsiyalashgan sxemalar maktabi boshchiligida amalga oshirilgan. Mualliflar orasida Milan texnik universitetidan Piergiulio Mannocchi va Unconventional AI, shuningdek, Tsurykhedagi IBM Research Europedan Manuel Le Gallo va Abu Sebastian ham mavjud. Bu haqda QbitAI shu kuni xabar berdi.
Sharhda uchta asosiy element ajratib koʻrsatilgan: differensial tenglamalarni yechish, matritsaviy tenglamalarni yechish va matritsa-vektor koʻpaytirishni bajarish. Ushbu elementlar umumiy operatorlar toʻplamidan foydalanadi — yigʻuvchilar, koʻpaytirgichlar va integratorlar — va matematik jihatdan bogʻliqdir, chunki diskretlashtirilgan differensial tenglamalar matritsaviy tenglamalarga aylanadi, ular koʻp marta matritsaviy koʻpaytirish orqali yoki yopiq siklga ega analog tarmoq yordamida bitta qadamda yechilishi mumkin. Mualliflar ushbu jarayonni diskret komponentlardan rezistiv xotira va CMOS asosidagi integrallangan sxemalargacha amalga oshirishni kuzatib boradilar, shuningdek, qoʻllanilish, aniqlik, miqyoslash, xotirada hisoblash bilan bogʻliqlik va hisoblash murakkabligi haqida muhokama qiladilar.
Sunning soʻzlariga koʻra, zamonaviy yondashuv oʻn yillar oldin raqamli chiplar tomonidan chetga chiqarilgan analog kompyuterlardan uch jihatdan farq qiladi. Birinchidan, u faqat differensial tenglamalarga emas, balki sunʼiy intellekt va simsiz aloqa sohasidagi matritsaviy yuklarga yoʻnaltirilgan. Ikkinchidan, u CMOS asosidagi analog sxemalar oʻrniga memristorlar kabi rezistiv xotira qurilmalariga asoslangan. Uchinchisidan, u yuqori aniqlik va miqyosga erishish uchun muhandislik usullaridan foydalanadi.
Bunday qurilmalarning krossbarida bir operand qurilmaning oʻtkazuvchanligi sifatida dasturlanadi, ikkinchisi esa kuchlanish shaklida kiritiladi; shu tariqa Ohm qonuni har bir koʻpaytirishni bajaradi, va Kirchhoffning tok qonuni har bir ustunni yigʻadi. Shunga koʻra, 1000x1000 oʻlchamli massiv million koʻpaytirgichni oʻz ichiga oladi, bu esa Sun tilga olgan 2016-yilgi CMOS asosidagi analog chipda atigi toʻrtta integrator va sakkiz koʻpaytirgich boʻlgan. Operatsion kuchaytirgich yordamida qaytarma aloqani qoʻshish sxemaga matritsaviy tenglamani nanosekundlarda yechish imkonini beradi.
Ushbu sharh Sunning avvalgi ishlari asosida qurilgan. 2019-yilda uning jamoasi PNAS jurnalida 3x3 rezistiv massivda matritsaviy tenglamani bitta qadamda, taxminan 3% xatolik bilan yechishni namoyish etgan. 2025-yilgi Nature Electronics maqolasida aniq 24 bit aniqlikka erishish uchun qurilma uchun sakkiz holatli bit kesishdan foydalanilgan, bu uch marta iteratsiyadan soʻng nisbiy xatolikni $10^{-4}$ gacha, keyin esa FP32 bilan taqqoslanadigan $10^{-7}$ gacha pasaytirdi va blok algoritmi yordamida 512x512 matritsalarga kengaytirilgan. Jamoaning oʻz baholariga koʻra, tranzit quvvati taxminan 1000 barobar, energiya samaradorligi esa Nvidia H100 yadrosiga va FP32 aniqlikdagi raqamli ASIClarga qaraganda taxminan 100 barobar yuqori boʻlgan. Bu koʻrsatkichlar hali mustaqil tekshirilmagan.
Muhokama qilinayotgan qoʻllanish sohalari real vaqt rejimida robot harakatini boshqarish, 6G uchun Massive MIMO signallarini aniqlash va katta modellarni oʻqitish uchun ikkinchi darajali optimallashtirishni oʻz ichiga oladi.
