Computing with Memory
میموری کے ساتھ کمپیوٹنگ سے مراد کمپیوٹنگ پلیٹ فارم ہیں جہاں فنکشن رسپانس کو میموری صف میں محفوظ کیا جاتا ہے، یا تو ایک یا دو جہتی، لک اپ ٹیبلز (ایل یو ٹی) کی شکل میں اور افعال کا اندازہ ایل یو ٹی سے اقدار کو بازیافت کرکے کیا جاتا ہے۔ یہ کمپیوٹنگ پلیٹ فارم یا تو خالصتا مقامی کمپیوٹنگ ماڈل کی پیروی کر سکتے ہیں، جیسا کہ فیلڈ پروگرام ایبل گیٹ ایرے (ایف پی جی اے)، یا ایک عارضی کمپیوٹنگ ماڈل، جہاں ایک فنکشن کا اندازہ متعدد گھڑی کے چکروں میں کیا جاتا ہے۔ مؤخر الذکر نقطہ نظر کا مقصد کمپیوٹنگ عنصر کے اندر باہم مربوط وسائل کو جوڑ کر ایف پی جی اے میں پروگرام کے قابل باہم مربوط کے اوور ہیڈ کو کم کرنا ہے۔ یہ بڑے ملٹی پل ان پٹ ملٹی پل آؤٹ پٹ ایل یو ٹی کو ذخیرہ کرنے کے لیے گھنے دو جہتی میموری صفوں کا استعمال کرتا ہے۔ میموری کے ساتھ کمپیوٹنگ میموری میں کمپیوٹنگ یا پروسیسر ان میموری (پی آئی ایم) تصورات سے مختلف ہے، جس کی میموری تاخیر کو کم کرنے اور بینڈوتھ کو بڑھانے کے لیے ایک ہی چپ پر پروسیسر اور میموری کو مربوط کرنے کے تناظر میں وسیع پیمانے پر تحقیقات کی جاتی ہیں۔ یہ آرکیٹیکچر پروسیسر اور میموری کے درمیان ڈیٹا کے سفر کے فاصلے کو کم کرنے کی کوشش کرتے ہیں۔ برکلے آئی آر اے ایم پروجیکٹ پی آئی ایم آرکیٹیکچرز کے شعبے میں ایک قابل ذکر تعاون ہے۔ تفصیلات میموری پلیٹ فارم کے ساتھ کمپیوٹنگ عام طور پر ہارڈ ویئر کی تشکیل نو کا فائدہ فراہم کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ دوبارہ ترتیب دینے کے قابل کمپیوٹنگ پلیٹ فارم کم ڈیزائن لاگت، ابتدائی وقت سے مارکیٹ، تیز رفتار پروٹو ٹائپنگ اور آسانی سے حسب ضرورت ہارڈ ویئر سسٹم کے لحاظ سے فوائد پیش کرتے ہیں۔ ایف پی جی اے ڈیجیٹل سرکٹس کو نافذ کرنے کے لیے ایک مقبول دوبارہ ترتیب دینے والا کمپیوٹنگ پلیٹ فارم پیش کرتے ہیں۔ وہ خالصتا مقامی کمپیوٹنگ ماڈل کی پیروی کرتے ہیں۔ 1985 میں اپنے قیام کے بعد سے، ایف پی جی اے کا بنیادی ڈھانچہ تشکیل پذیر منطق بلاکس (سی ایل بی) کی دو جہتی صف اور ایک پروگرام کے قابل انٹر کنیکٹ میٹرکس پر مشتمل ہے۔ ایف پی جی اے کی کارکردگی اور بجلی کی کھپت پر بڑی حد تک وسیع پروگرام کے قابل انٹر کنیکٹ (پی آئی) فن تعمیر کا غلبہ ہے۔ ایف پی جی اے میں پی آئی فن تعمیر کے اثرات کو کم کرنے کا ایک مؤثر طریقہ یہ ہے کہ چھوٹے ایل یو ٹی کو قریب سے رکھا جائے (جسے کلسٹر کہا جاتا ہے) اور مقامی باہمی رابطوں کا استعمال کرتے ہوئے انٹرا کلسٹر مواصلات کی اجازت دی جائے۔ کلسٹرڈ ایف پی جی اے فن تعمیر کے فوائد کی وجہ سے، بڑے ایف پی جی اے دکانداروں نے اسے اپنی تجارتی مصنوعات میں شامل کیا ہے۔ سرایت شدہ میموری بلاکس میں بڑے ملٹی ان پٹ ملٹی آؤٹ پٹ ایل یو ٹی کی نقشہ سازی کرکے باریک دانے والے ایف پی جی اے میں پی آئی کی وجہ سے ہونے والے اوور ہیڈ کو کم کرنے کے لیے بھی تحقیقات کی گئی ہیں۔ اگرچہ یہ اسی طرح کے مقامی کمپیوٹنگ ماڈل کی پیروی کرتا ہے، لیکن منطق کے افعال کا کچھ حصہ سرایت شدہ میموری بلاکس کا استعمال کرتے ہوئے نافذ کیا جاتا ہے جبکہ باقی حصے کو چھوٹے ایل یو ٹی کا استعمال کرتے ہوئے محسوس کیا جاتا ہے۔ اس طرح کی متنوع نقشہ سازی پروگرام کے قابل باہمی رابطوں کی شراکت کو کم کرکے علاقے اور کارکردگی کو بہتر بنا سکتی ہے۔ ایف پی جی اے کے خالصتا مقامی کمپیوٹنگ ماڈل کے برعکس، ایک دوبارہ تشکیل پذیر کمپیوٹنگ پلیٹ فارم جس میں عارضی کمپیوٹنگ ماڈل (یا عارضی اور مقامی دونوں کا مجموعہ) استعمال ہوتا ہے، کی بھی روایتی ایف پی جی اے کے مقابلے کارکردگی اور توانائی کو بہتر بنانے کے تناظر میں تفتیش کی گئی ہے۔ یہ پلیٹ فارم، جسے میموری بیسڈ کمپیوٹنگ (ایم بی سی) کہا جاتا ہے، ایل یو ٹی کو ذخیرہ کرنے کے لیے گھنے دو جہتی میموری صف کا استعمال کرتے ہیں۔ اس طرح کے فریم ورک ایک پیچیدہ فنکشن (f) کو چھوٹے ذیلی افعال میں توڑنے پر انحصار کرتے ہیں ؛ میموری صف میں ملٹی ان پٹ، ملٹی آؤٹ پٹ LUTs کے طور پر ذیلی افعال کی نمائندگی کرتے ہیں ؛ اور متعدد چکروں پر فنکشن f کا جائزہ لیتے ہیں۔ ایم بی سی نینو اسکیل میموری کی اعلی کثافت، کم طاقت اور اعلی کارکردگی کے فوائد سے فائدہ اٹھا سکتا ہے۔ ہر کمپیوٹنگ عنصر میں ایل یو ٹی کو ذخیرہ کرنے کے لیے دو جہتی میموری صف، ذیلی افعال کی ترتیب کی تشخیص کے لیے ایک چھوٹا کنٹرولر اور انفرادی پارٹیشنوں سے انٹرمیڈیٹ آؤٹ پٹ کو رکھنے کے لیے عارضی رجسٹروں کا ایک مجموعہ شامل ہوتا ہے۔ ہر کمپیوٹنگ بلاک کے اندر ایک تیز، مقامی روٹنگ فریم ورک ایل یو ٹی تک رسائی کے لیے ایڈریس تیار کرتا ہے۔ اس طرح کے متعدد کمپیوٹنگ عناصر کو ایف پی جی اے جیسے پروگرام کے قابل انٹر کنیکٹ فن تعمیر کا استعمال کرتے ہوئے مقامی طور پر جوڑا جا سکتا ہے تاکہ بڑے افعال کی نقشہ سازی کو فعال کیا جا سکے۔ کمپیوٹنگ عناصر کے اندر مقامی ٹائم ملٹی پلیکسڈ کارکردگی پروگرام کے قابل انٹر کنیکٹس کی ضرورت کو کافی حد تک کم کر سکتی ہے جس کے نتیجے میں توانائی میں تاخیر والی مصنوعات میں بڑی بہتری اور ٹیکنالوجی کی نسلوں میں کارکردگی کی بہتر پیمائش ہو سکتی ہے۔ ہر کمپیوٹنگ عنصر کے اندر میموری صف کو مواد ایڈریس ایبل میموری (سی اے ایم) کے ذریعے محسوس کیا جا سکتا ہے تاکہ بعض ایپلی کیشنز کے لیے میموری کی ضرورت کو کافی حد تک کم کیا جا سکے۔ کمپیوٹیشنل رام فیلڈ پروگرام ایبل گیٹ ایرے (ایف پی جی اے) میموائزیشن ری کنفیگر ایبل کمپیوٹنگ حوالہ جات کمپیوٹیشن کے کمپیوٹر انجینئرنگ ماڈل بھی دیکھیں۔