계산 능력보다 구성 가능성이 아날로그 EML 하드웨어 패브릭의 비용을 결정한다
요약
본 논문은 아날로그 EML 하드웨어 패브릭의 비용 결정 요인이 계산 능력보다 구성 가능성에 있음을 제시합니다. 특정 연산자(eml)를 구현한 네 개의 양극 접합 기반 패브릭은 디지털 경로 대비 전력 효율성이 높지만, 증폭기 및 비이상성으로 인해 셀당 비용이 매우 높아 경제적이지 않다는 분석을 담고 있습니다.
핵심 포인트
- 아날로그 EML 하드웨어의 비용은 계산 능력보다 구성 가능성에 의해 결정됨.
- 네 개의 양극 접합 기반 패브릭은 디지털 경로 대비 전력 효율성이 우수함.
- 증폭기 및 비이상성으로 인해 셀당 구현 비용이 매우 높음.
- 패브릭의 경제성을 확보하려면 여러 셀에 공통 요소를 공유해야 함.
연산자 eml(x, y) = exp(x) - ln(y)는 상수 1과 함께 기본 함수를 생성하며, 이는 NAND에 대한 연속적인 대응물이다. 이것이 유용한 패브릭을 제공할지는 하드웨어 측면에서 질문된 적이 없었다. 우리는 네트워크 모델, 회로 시뮬레이션 및 SkyWater 130 nm 레이아웃에서 이를 질문한다. 네 개의 양극 접합(bipolar junctions)은 연산자를 13 fJ로 평가하며, 폭이 일치하는 디지털 데이터 경로보다 4~134배 우수하다. 이들로부터 조립된 패브릭은 저렴하지 않다: 자원 매칭 기준선에는 뒤처지며, 실수(reals) 위에서는 그 문법이 삼각함수를 제외한다. 이러한 접합점의 작동점을 유지하는 증폭기(Amplifiers)는 셀 전류의 74.5%를 차지하므로, 하나의 셀 비용은 이들이 소비하는 비용보다 3000배 비싸다. 추출된 비이상성(non-idealities)은 셀이 값을 보유해야 할 때 2.6배의 비용을 발생시키고, 단지 반복 가능하기만 하면 아무것도 발생시키지 않는다. 이를 여러 셀에 공유하면 세 가지 순서 중 두 가지를 회복한다. 전제는 보편적인 기본 원시 요소가 균일한 기계를 허가한다는 것이었다. 그것은 기본 원시 요소에서는 살아남지만, 기계에서는 실패한다.
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