Implications of Memristor Technologies for Future Computing Systems

Die Informations- und Kommunikationstechnologie wird sich im nächsten Jahrzehnt radikal verändern. Die Änderungen werden durch einen Anwendungs- und Software-Pull und einen Technologie-Push ausgelöst: Auf der Anwendungsseite erfordern das Internet der Dinge, Industrie 4.0 und neue Cyper-Physical-Systems energiesparende, verteilte Smart-Embedded-Geräte, die den Sensor vorverarbeiten Daten. Darüber hinaus filtert die HPDA-Software (High Performance Data Analysis) relevante Informationen aus großen Datenmengen heraus, häufig in Kombination mit Deep Learning-Software, die auf Hochleistungscomputern (HPC) ausgeführt wird. Beide Techniken werden in eingebettetem HPC kombiniert, um Advanced Driver-Assistance Systems (ADAS) in Richtung zukünftiger autonomer Fahrzeuge voranzutreiben. Auf der Technologieseite werden einige neue Technologien wie Memristoren und Quantencomputer neue Anwendungsmöglichkeiten eröffnen und grundlegende Annahmen des Computing in Frage stellen, die möglicherweise zu einem „Neustart des Computing“ (US IEEE Society) oder einer „Neuerfindung von“ führen Computing “(HiPEAC Vision 2017).

Diese bevorstehenden Änderungen waren Anlass für die „langfristige Vision von EuroLab-4-HPC für Hochleistungsrechnen“ vom August 2017 1, die im Rahmen des EC CSA Eurolab-4-HPC zur Kartierung von Problemen im Hinblick auf mögliche Änderungen bei der Hardware eingesetzt wurde. Software und Anwendungen im Bereich High-Performance Computing (HPC). Das Eurolab-4-HPC Vision berichtet über Die-Stacking- und 3D-Chip-Technologien, nichtflüchtige Speichertechnologien (NVM) auf der Basis von Memristoren, Photonik, memristiver Datenverarbeitung, neuromorphem Computing, Quantencomputing, Nanoröhren, Graphen und diamantbasierte Transistoren. Eine Experten-Arbeitsgruppe innerhalb des Fachausschusses ARCS (Architecture of Computing Systems) der beiden deutschen Computergesellschaften „Gesellschaft für Informatik (GI)“ und „Informationstechnische Gesellschaft (ITG)“ hat die Eurolab-Vision überprüft und beschlossen, sich in diesem Bericht auf Memristor Technologies zu konzentrieren und  ihr Nutzungspotential über den Ersatz von Flash als NVM auch auf den Einsatz als Rechengeräte zu erweitern. Es wurden Memristortechnologien ausgewählt, da die Autoren und viele Experten der 1 Eurolab-4-HPC Langzeitvision für das Hochleistungsrechnen 2017, (https://www.eurolab4hpc.eu/vision/) überzeugt sind, dass ihr Durchbruch auch dann gelingen wird, wenn unklar ist, wie er im Detail aussehen wird und inwieweit Memristortechnologien nicht nur für die Speicherung, sondern auch für die Verarbeitung entstehen werden.

Weitere Informationen sowie den Report finden Sie auf der Webseite des FA ARCS.