Computing with Memory
ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ವಿತ್ ಮೆಮೊರಿಯು ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಪ್ಲಾಟ್ಫಾರ್ಮ್ಗಳನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮೆಮೊರಿ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಒಂದು ಅಥವಾ ಎರಡು ಆಯಾಮದ, ಲುಕ್ಅಪ್ ಕೋಷ್ಟಕಗಳ (ಎಲ್. ಯು. ಟಿ) ರೂಪದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಎಲ್. ಯು. ಟಿಗಳಿಂದ ಮೌಲ್ಯಗಳನ್ನು ಮರುಪಡೆಯುವ ಮೂಲಕ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಪ್ಲಾಟ್ಫಾರ್ಮ್ಗಳು ಕ್ಷೇತ್ರ-ಪ್ರೊಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಗೇಟ್ ಅರೇ (ಎಫ್. ಪಿ. ಜಿ. ಎ) ಯಂತೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಟೆಂಪೋರಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ಒಂದು ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಅನೇಕ ಗಡಿಯಾರ ಚಕ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಂತರದ ವಿಧಾನವು ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅಂಶದೊಳಗೆ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳನ್ನು ಮಡಿಸುವ ಮೂಲಕ ಎಫ್ಪಿಜಿಎಯಲ್ಲಿ ಪ್ರೊಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಇಂಟರ್ಕನೆಕ್ಟ್ನ ಓವರ್ಹೆಡ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಗುರಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಇದು ದೊಡ್ಡ ಬಹು-ಇನ್ಪುಟ್ ಬಹು-ಔಟ್ಪುಟ್ ಎಲ್. ಯು. ಟಿ. ಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ದಟ್ಟವಾದ ಎರಡು-ಆಯಾಮದ ಮೆಮೊರಿ ಸರಣಿಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಮೆಮೊರಿಯೊಂದಿಗೆ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಾಡುವುದು ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಇನ್ ಮೆಮೊರಿ ಅಥವಾ ಪ್ರೊಸೆಸರ್-ಇನ್-ಮೆಮೊರಿ (ಪಿಐಎಂ) ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ, ಮೆಮೊರಿ ಲೇಟೆನ್ಸಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಒಂದೇ ಚಿಪ್ನಲ್ಲಿ ಪ್ರೊಸೆಸರ್ ಮತ್ತು ಮೆಮೊರಿಯನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಈ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ಪ್ರೊಸೆಸರ್ ಮತ್ತು ಮೆಮೊರಿಯ ನಡುವೆ ದತ್ತಾಂಶವು ಚಲಿಸುವ ದೂರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುತ್ತವೆ. ಬರ್ಕ್ಲಿ ಐಆರ್ಎಎಂ ಯೋಜನೆಯು ಪಿಐಎಂ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪದ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಒಂದು ಗಮನಾರ್ಹ ಕೊಡುಗೆಯಾಗಿದೆ. ವಿವರಗಳು ಮೆಮೊರಿ ಪ್ಲಾಟ್ಫಾರ್ಮ್ಗಳೊಂದಿಗೆ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹಾರ್ಡ್ವೇರ್ ಮರು ಸಂರಚನೆಯ ಪ್ರಯೋಜನವನ್ನು ಒದಗಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮರು ಸಂರಚಿಸಬಹುದಾದ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಪ್ಲಾಟ್ಫಾರ್ಮ್ಗಳು ಕಡಿಮೆ ವಿನ್ಯಾಸ ವೆಚ್ಚ, ಆರಂಭಿಕ ಸಮಯದಿಂದ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಗೆ, ತ್ವರಿತ ಮೂಲಮಾದರಿ ಮತ್ತು ಸುಲಭವಾಗಿ ಗ್ರಾಹಕೀಯಗೊಳಿಸಬಹುದಾದ ಹಾರ್ಡ್ವೇರ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ. ಎಫ್. ಪಿ. ಜಿ. ಎ. ಗಳು ಡಿಜಿಟಲ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳನ್ನು ಅನುಷ್ಠಾನಗೊಳಿಸಲು ಜನಪ್ರಿಯವಾದ ಮರು ಸಂರಚಿಸಬಹುದಾದ ಗಣಕಯಂತ್ರ ವೇದಿಕೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತವೆ. ಅವರು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಗಣನೆಯ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತಾರೆ. 1985 ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಾರಂಭವಾದಾಗಿನಿಂದ, ಎಫ್. ಪಿ. ಜಿ. ಎ. ಗಳ ಮೂಲ ರಚನೆಯು ಕಾನ್ಫಿಗರ್ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಲಾಜಿಕ್ ಬ್ಲಾಕ್ಗಳ (ಸಿ. ಎಲ್. ಬಿ. ಗಳು) ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಮತ್ತು ಪ್ರೊಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಇಂಟರ್ಕನೆಕ್ಟ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಎಫ್ಪಿಜಿಎ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರಸರಣವು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ವಿಸ್ತಾರವಾದ ಪ್ರೊಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಇಂಟರ್ಕನೆಕ್ಟ್ (ಪಿಐ) ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪದಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಿದೆ. ಎಫ್ಪಿಜಿಎಯಲ್ಲಿ ಪಿಐ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಸಣ್ಣ ಎಲ್. ಯು. ಟಿ. ಗಳನ್ನು ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿ ಇಡುವುದು (ಕ್ಲಸ್ಟರ್ಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಮತ್ತು ಸ್ಥಳೀಯ ಪರಸ್ಪರ ಸಂಪರ್ಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಇಂಟ್ರಾ-ಕ್ಲಸ್ಟರ್ ಸಂವಹನವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುವುದು. ಕ್ಲಸ್ಟರ್ಡ್ ಎಫ್ಪಿಜಿಎ ವಾಸ್ತುಶಿಲ್ಪದ ಪ್ರಯೋಜನಗಳಿಂದಾಗಿ, ಪ್ರಮುಖ ಎಫ್ಪಿಜಿಎ ಮಾರಾಟಗಾರರು ಇದನ್ನು ತಮ್ಮ ವಾಣಿಜ್ಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಲ್ಲಿ ಅಳವಡಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ದೊಡ್ಡ ಮಲ್ಟಿ-ಇನ್ಪುಟ್ ಮಲ್ಟಿ-ಔಟ್ಪುಟ್ ಎಲ್. ಯು. ಟಿ. ಗಳನ್ನು ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಮೆಮೊರಿ ಬ್ಲಾಕ್ಗಳಿಗೆ ಮ್ಯಾಪ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಸೂಕ್ಷ್ಮ-ಧಾನ್ಯದ ಎಫ್. ಪಿ. ಜಿ. ಎ. ಗಳಲ್ಲಿ ಪಿ. ಐ. ಯಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಓವರ್ಹೆಡ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಸಹ ತನಿಖೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಇದು ಇದೇ ರೀತಿಯ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತದೆಯಾದರೂ, ತರ್ಕ ಕಾರ್ಯಗಳ ಒಂದು ಭಾಗವನ್ನು ಎಂಬೆಡೆಡ್ ಮೆಮೊರಿ ಬ್ಲಾಕ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉಳಿದ ಭಾಗವನ್ನು ಸಣ್ಣ ಎಲ್. ಯು. ಟಿ. ಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ವೈವಿಧ್ಯಮಯ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಪ್ರೊಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಇಂಟರ್ಕನೆಕ್ಟ್ಗಳ ಕೊಡುಗೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರದೇಶ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ. ಎಫ್. ಪಿ. ಜಿ. ಎ. ಯ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಾದರಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ, ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎಫ್. ಪಿ. ಜಿ. ಎ. ಗಿಂತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಮಾದರಿಯನ್ನು (ಅಥವಾ ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ಮತ್ತು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಎರಡರ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು) ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಮರು ಸಂರಚಿಸಬಹುದಾದ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಪ್ಲಾಟ್ಫಾರ್ಮ್ ಅನ್ನು ಸಹ ತನಿಖೆ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ. ಮೆಮೊರಿ ಬೇಸ್ಡ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ (ಎಂ. ಬಿ. ಸಿ.) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಈ ವೇದಿಕೆಗಳು, ಎಲ್. ಯು. ಟಿ. ಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ದಟ್ಟವಾದ ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಮೆಮೊರಿ ರಚನೆಯನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ಚೌಕಟ್ಟುಗಳು ಸಂಕೀರ್ಣ ಕಾರ್ಯವನ್ನು (ಎಫ್) ಸಣ್ಣ ಉಪ-ಕಾರ್ಯಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುವುದರ ಮೇಲೆ ಅವಲಂಬಿತವಾಗಿವೆ; ಮೆಮೊರಿ ಶ್ರೇಣಿಯಲ್ಲಿ ಬಹು-ಇನ್ಪುಟ್, ಬಹು-ಔಟ್ಪುಟ್ ಎಲ್. ಯು. ಟಿಗಳಾಗಿ ಉಪ-ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತವೆ; ಮತ್ತು ಬಹು ಚಕ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡುತ್ತವೆ. ನ್ಯಾನೊಸ್ಕೇಲ್ ಮೆಮೊರಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಎಂಬಿಸಿ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅಂಶವು ಎಲ್. ಯು. ಟಿ. ಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು ಎರಡು ಆಯಾಮದ ಮೆಮೊರಿ ರಚನೆಯನ್ನು, ಉಪ-ಕಾರ್ಯಗಳ ಅನುಕ್ರಮ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನಕ್ಕಾಗಿ ಸಣ್ಣ ನಿಯಂತ್ರಕವನ್ನು ಮತ್ತು ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವಿಭಾಗಗಳಿಂದ ಮಧ್ಯಂತರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ಹಿಡಿದಿಡಲು ತಾತ್ಕಾಲಿಕ ರೆಜಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಗುಂಪನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್ನೊಳಗಿನ ವೇಗದ, ಸ್ಥಳೀಯ ರೂಟಿಂಗ್ ಚೌಕಟ್ಟು ಎಲ್. ಯು. ಟಿ ಪ್ರವೇಶಕ್ಕಾಗಿ ವಿಳಾಸವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಅನೇಕ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ದೊಡ್ಡ ಕಾರ್ಯಗಳ ಮ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಎಫ್ಪಿಜಿಎ ತರಹದ ಪ್ರೊಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಇಂಟರ್ಕನೆಕ್ಟ್ ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪ್ರಾದೇಶಿಕವಾಗಿ ಸಂಪರ್ಕಿಸಬಹುದು. ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅಂಶಗಳೊಳಗಿನ ಸ್ಥಳೀಯ ಸಮಯ-ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸ್ಡ್ ಕಾರ್ಯಗತಗೊಳಿಸುವಿಕೆಯು ಪ್ರೊಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಇಂಟರ್ಕನೆಕ್ಟ್ಗಳ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಕ್ತಿ-ವಿಳಂಬ ಉತ್ಪನ್ನದಲ್ಲಿ ದೊಡ್ಡ ಸುಧಾರಣೆ ಮತ್ತು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಪೀಳಿಗೆಯಾದ್ಯಂತ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಉತ್ತಮ ಸ್ಕೇಲೆಬಿಲಿಟಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಮೆಮೊರಿ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ತೀವ್ರವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಪ್ರತಿ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ಅಂಶದೊಳಗಿನ ಮೆಮೊರಿ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿಷಯ-ವಿಳಾಸ ಮೆಮೊರಿ (ಸಿಎಎಂ) ಮೂಲಕ ಅರಿತುಕೊಳ್ಳಬಹುದು. ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ RAM ಫೀಲ್ಡ್-ಪ್ರೋಗ್ರಾಮೆಬಲ್ ಗೇಟ್ ಅರೇ (FPA) ಮೆಮೋಯಿಸಷನ್ ರಿಕಾನ್ಫಿಗರೆಬಲ್ ಕಂಪ್ಯೂಟಿಂಗ್ ರೆಫರೆನ್ಸ್ಗಳು ಗಣನೆಯ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮಾದರಿಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ.