研究报告:7月18日

CXL内存分解;光电逻辑门;全光随机比特发生器。

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CXL内存分解

韩国科学技术院(KAIST)的研究人员开发了一种计算快速链路(CXL)解决方案,可直接访问,高性能内存崩溃他们说,与现有的基于远程直接内存访问(RDMA)的内存分解相比,这种方法显著提高了性能。

RDMA允许一台主机通过InfiniBand数据中心网络协议直接访问另一台主机的内存。然而,研究人员指出,这种方法需要额外的CPU,冗余数据副本和基于rdma的内存分解的软件结构干预会导致更长的访问延迟。

新的基于CXL的内存分解框架包括支持CXL的定制cpu、CXL设备、CXL交换机和支持CXL的操作系统模块。该团队的CXL设备是一个纯无源且可直接访问的内存节点,包含多个DRAM内存和一个CXL内存控制器。由于CXL内存控制器支持CXL设备中的内存,因此主机可以在没有处理器或软件干预的情况下使用内存节点。

CXL交换模块支持多台CXL设备分层连接,实现主机内存容量的扩展。在交换机和设备之上,cxl支持的操作系统消除了传统RDMA所显示的冗余数据复制和协议转换,这可以显著降低对内存节点的访问延迟。

韩国科学技术院(KAIST)计算机体系结构和内存系统实验室教授Myoungsoo Jung说:“我们的基于cxl的内存分解框架摆脱了传统的基于rdma的内存分解,可以为不同的数据中心和云服务基础设施提供高可伸缩性和高性能。”

在一个比较从内存池设备加载64B (cacine)数据的测试中,基于cxl的内存分解显示的数据加载性能比基于rdma的内存分解高8.2倍,甚至与本地DRAM内存的性能相似。在团队对大数据基准测试(如基于机器学习的测试)的评估中,基于cxl的内存分解技术也显示出比之前基于rdma的内存分解技术最高高出3.7倍的性能。

Jung补充说:“我们基于cxl的内存分解研究将为内存解决方案带来新的范式,引领大数据时代。”

光电逻辑门

韩国科学技术研究院(KIST)和光州科学技术研究院的研究人员开发出了超高速、高效率的技术光电逻辑门(OELGs)使用有机-无机钙钛矿光电二极管。

光电逻辑门采用光作为输入信号,能量损耗小,无需电源,仅使用光能即可工作。在该装置中,两层钙钛矿薄膜像三明治一样垂直堆叠。二进制逻辑运算可以通过输入两种不同波长和强度的光来实现。

钙钛矿光电逻辑门可以利用光自由改变光电流极性,使得对相同的输入值执行多个逻辑门操作结果成为可能。

这意味着,与现有的逻辑门只能在一台设备上执行一种逻辑操作相比,新开发的逻辑门可以实现所有5种不同的基本逻辑操作:AND, OR, NAND, NOR和NOT。该团队表示,这使得开发具有高空间效率和集成度的光学处理器成为可能,因为一个逻辑门可以像五个逻辑门一样工作。

KIST传感器系统研究中心的Yusin Pak表示:“钙钛矿光电逻辑门可以根据光输入执行多个逻辑操作,预计未来将用于超小型和低功耗的通用光学传感器平台。”研究人员预计它将在下一代光通信、光网络和医疗保健等应用领域发挥作用。

全光随机比特发生器

来自太原理工大学、广东工业大学、西北工业大学、西南通信研究所和班戈大学的研究人员提出了一种方法实时生成将宽带光子熵源与全光信号处理技术相结合,实现了物理随机比特。

研究人员指出,由于光学混沌具有高带宽和较大的振幅波动,因此它是产生快速和实时随机比特的可靠方法。然而,大多数基于光混沌的随机位发生器使用电模数转换器在电域执行量化,这造成了一个瓶颈。

在该团队生成随机比特的全光学方法中,混沌脉冲通过一段高度非线性的光纤在光学域中被量化为物理随机比特流。在概念验证实验中,他们成功地在单个通道中生成了10gb /s的随机比特流。

研究小组指出,目前10gb /s的速率时间仅受所采用的混沌带宽的限制。如果混沌熵源的带宽足够,他们的方案可以以比100 Gb/s更高的速率运行。



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