Huawei szabadalom: 3 komponensű logikai chip (-1,0,1) innovációja és hatása az informatikára és mindenre

Mesterséges Intelligencia

A Huawei szabadalmaztatott olyan megoldást, ami nem a szokványos bináris alapokra épül. Ezt mint “ternary logic” azaz, jobb szót nem ismerve, talán mint  „ternáris logika” lehet lefordítani. Itt a legkisebb egység nem csak 0 és 1 értékekből áll, mint a megszokott bináris alap esetén, hanem a -1 is lehetséges érték.

Ebben a logikai rendszerben a -1 a nem, az 1 az igen, és 0, ha -1 és 1 is egyszerre.

A logikai ÉS (AND) művelet esetén fent a bináris, lent a ternáris eredmények.

Kép:

Bináris / Tenáris


Kép URL, ha nem működne: https://imgur.com/a/VAmOPtw

Az ilyen, ternális alapokra épült hardverek összetettebb műveleteket kevesebb lépésben képesek elvégezni.

Videó, amiből a képek származnak:

Technikaibb leírás:

Idézet ebből:

Logikai állapotok:

Háromállapotú rendszer, amely -1, 0 és +1 értékeket használ a bináris 0 és 1 helyett.

Feszültségtérképezés :

  1. A 0V logikai állapotot jelent ("0")
  2. Az 1,65 V a „+1” logikai állapotot jelöli.
  3. A 3,3 V a „-1” logikai állapotot jelöli

Teljesítménymutatók

A Huawei háromkomponensű logikai kapuja a következő újításoknak köszönhetően ért el áttörést a teljesítmény terén: Dinamikus energiafogyasztás-optimalizálás: A tranzisztorok száma 40%-kal csökkent, a dinamikus energiafogyasztás pedig a bináris áramkörökéhez képest 1/3-ra csökkent.

Hatékonyságnövelés

  • 40%-kal kevesebb tranzisztor szükséges a bináris rendszerekhez képest
  • 60%-os energiafogyasztás-csökkenés
  • 20%-kal rövidebb kritikus útvonali késleltetés az útvonal-párhuzamosítási kialakításnak köszönhetően
  • Információsűrűség előny : a decimális 128-as szám bináris ábrázolásban 8 bitet igényel, míg a ternáris csak 5 bitet.

Cikkek:


(Ai mentes tartalom, a hibákért én vagyok a felelős :-))

( KoGa v | 2025. 10. 05., v – 10:55 )

Ezt még megcsinálják néhány lépésben, és meg is érkeztünk az analóg elektronikához. Zseniális.

( asch v | 2025. 10. 05., v – 11:56 )

Szerkesztve: 2025. 10. 05., v – 11:56

Érdekes cucc, kiváncsi lennék az ehhez tartozó "bool algebrára", hogy minden műveletnek van-e fizikai megvalósítása és tényleg lehet processzort építeni belőle?

A fizika? :-) Úgy értem, hogy hatékonyan legyen megvalósítható nyilván. Nem tudom elképzelni hogy kell ilyet csinálni, mennyire volna hatékony. De mivel a bináris logikánál is csökkenteni érdemes a feszültséget, ezért van egy olyan érzésem, hogy nem jó ötlet a háromértékűség, mert a feszültség tartományt növelni kell, és akkor a fogyasztás jelentősen nőni fog. Ugye a megkülönböztethetőség miatt tegyük fel, hogy ugyanakkora feszültség-ugrás kell mint a mostani teljes feszültség. Azok a tranzisztorok, amik 0-2U között billegnek maximális sebességgel, azok brutális teljesítményt fognak felvenni, az azonos sebességgel billegő 0-U tartományon működő tranzisztorokhoz képest. Házi feladat a skálázódás mértékét kiszámolni!

( bucko | 2025. 10. 05., v – 12:04 )

A számítátechnika (hardver) alapkérdése: Melyik az a számrendszer, ahol a legkevesebb értékkel ÉS a legkevesebb helyiértéken lehet a legnagyobb számot ábrázolni. A megoldás - ki hinné - az e (~2,71828) alapú számrendszer. Ezt lefelé kerekítve bináris, felfelé kerekítve trenáris a logika. Spanyolviasz. Aztán BCD helyett TCD lesz a divat. Majd meglátjuk...

Én sem értem... hogy mi ezen a nagy újdonság.

Digitből emlékszem, hogy ilyen "kis színes" kitérőként említették nekünk ~20 éve, hogy "van ilyen is", meg elméletileg akár optimálisabb is lehetne (közelebb van az elvileg ideális, természetes logaritmus-alapú számrendszerhez) bár 1-2 specializált területtől eltekintve nem nagyon fogunk találkozni vele. Mondjuk pl a 100-as ethernet pont valami ilyesmit használt jelátvitelre... (nyilván a ternáris "logika" része ott nem volt jelentős, inkábbcsak a jelátvitel volt ilyen +/-1 és 0 szintű).

Gondolom a hír valójában az hogy a szabadalmi hivatalok tényleg bármit befogadnak legyen az bármennyire szakállas régiség. Csak rá kell írni, hogy "AI-ra kell", és máris újra innováció.

Régóta vágyok én, az androidok mezonkincsére már!

Igazából: nem lenne jó.

Van egy (igazából sok lehetséges, de egyet szoktak kiemelni) "költségfüggvény" a hányfajta számjegyünk van vs. hány helyiérték kell egy szám reprezentáláshoz: b*log(n)/log(b) ahol n a reprezentálni kívánt egész szám, b a számrendszer alapja. Le lehet vezetni, hogy ennek a minimuma b = e nél van. b = 3 egy kicsit jobb a b = 2-nél.

Itt van pl kitárgyalva: https://math.stackexchange.com/questions/446664/what-is-the-most-effici…

Régóta vágyok én, az androidok mezonkincsére már!

Igen, ez a költségfüggvény teljesen légbőlkapott. Gépek esetén mindegy mindkét tényező önmagában. A fogyasztás és a számításhoz szükséges idő az amire érdemes optimalizálni. Esetleg a távolságból adódó késleltetés lehet még a jövőben lényeges szempont, ha baromi nagyra nőnek a csipek.

Emberi fogyasztásra pedig az ember működését kell figyelembe venni, szerintem a tízes közel lehet az optmálishoz, mert nem tudunk sok dolgot fejben tartani (sok számjegyet, azt mondják 7 körül van), viszont sokat meg tudunk különböztetni. Ha módosítanám hogy mit használunk inkább a 16-ost próbálnám ki. De tény, hogy ezek csak sejtések, ami nem gyakorlaton alapszik :-)

Nem kezdtem el hosszasan kibontani, hogy mi mindenért nem lenne jó. Az e alapú - bár a matematikusok képesek voltak az irracionális tört-alapú számrendszernek is értelmezést adni, mert miért ne - gyakorlatban totál használhatatlan. Asszem azon túl, hogy pont az egész számok lesznek végtelen helyiértékű törtek benne - itt vannak olyan anomáliák, hogy egyazon számnak több lehetséges ekvivalens reprezentációja is lehet.

A 3-alapú már gyakorlatban elvileg működhet, de rengeteg - binárisnál megszokott - készpénznek vett alaptulajdonságot elbukunk. Eleve 2 bemenetes függvény lehet binárisnál 2^(2*2) = 16 féle (ebből elég sok triviális, 10 valódi, ha a negált párokat elvesszük 5 db marad). Ráadásul vannak "mágikus" függvények (NAND illetve NOR) ami az összes egy- és kétbemenetes függvényt elő tudja állítani. Tehát lényegében akár 1db függvénnyel le lehet fedni a teljes bool logikát.

Ezzel szemben a ternárisnál elvileg 3^(3*3) = 19683 kétbemenetes függvény lehet.

A bool algebra csoportelméleti szempontból "test", a False nullelem, a True egységelem, az OR művelet a (+), ami a nullelemre identitás, az AND művelet (•), ami az egységelemre identitás. A negálás ciklikus, felsorolja az összes elemet. Kommutatív, asszociatív, disztributív... kb minden a helyén van, ami lehet. Ternárisnál kismillióféleképpen lehet definiálni alapműveleteket a lehetséges 19683 (minusz néhány triviális) igazságtáblából és mindegyik valamilyen szempontból hátrányos lesz.

Nyilván lehet néha egy-egy szűk alkalmazási területet találni, ahol a ternáris valamelyik értelmezése éppen "jól adja ki", de általánosan nem fogja leváltani a binárist (ellenben a linkelt videó clickbait "binary is over" agyrém címével).

Régóta vágyok én, az androidok mezonkincsére már!

( Hiena v | 2025. 10. 05., v – 15:07 )

Insert, "láttam már" mém.

A 90-es években, mikor épp a fuzzy logika volt a nagy hype, pörögtek a tenáris logikán, de aztán elmúlt.
Elméletben jó dolog, gyakorlatban elég nagy seggfáját és talán jó okkal nem csináltak szériában ilyen logikával chipeket.
Számolásban előnyös, mert jól megválasztott feszültségekkel sima ellenállásokkal és egy tranzisztorral lehet összeadó és kivonó áramkört létrehozni.
Logikai műveleteknél már kényelmetlenebb.

Szóval, érdekes...

"Maradt még 2 kB-om. Teszek bele egy TCP-IP stacket és egy bootlogót. "

Pontosabban log2(3) alapu. De igen. Celfeladatra, niche teruleten (LLM inference) mukodhet. Most van talan eloszor penz arra, hogy elinduljon ebben az iranyban is a fejlesztes.

szerk: aki nem ismerne: https://www.youtube.com/watch?v=7hMoz9q4zv0

A strange game. The only winning move is not to play. How about a nice game of chess?

( apronorbert | 2025. 10. 05., v – 21:06 )

Hibás az ábra, a B 3. sorában 1-nek és nem -1-nek kellene lennie.
A feszültségképzés érdekes.

( XMI | 2025. 10. 06., h – 10:36 )

"Anastasi in tech" - ez a nő már akkor AI volt, amikor még nem is volt AI :)

Régóta vágyok én, az androidok mezonkincsére már!