Designing Next-Generation Main Memory Systems
- Reference number
- SM16-0039
- Start and end dates
- 170101-171231
- Amount granted
- 0 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Information, Communication and Systems Technology
Summary
PI McKee will visit Rambus Labs, the research division of a semiconductor and intellectual property company whose products range from memory hierarchy technologies and interfaces to security, smart sensors, and smart lighting solutions. The PI plans to participate in two main projects: the design of near-term, hybrid memory hierarchies based on DRAM and non-volatile devices; and the design of memories to meet the needs of future quantum computers. Both relate to commercial products, and the work will produce patents and prototypes. We cannot give a detailed work plan due to the projects' intellectual property issues. McKee's activities will lay the foundations for future computer systems research that solves real-world problems. It will establish ongoing research collaborations between Rambus and Chalmers (specifically including student internships). Her experiences will also help her better prepare students for demanding careers in computer systems, particular in memory hierarchy design. One current challenge arises from Big Data: the rapid explosions in the number and variety of data we must process demand that we start devoting as much attention to the design of the memory and storage systems to manage the data deluge as we do to the processors that analyse it. Society needs engineers with holistic computer systems educations, and Dr. McKee’s enthusiasm for teaching real-world information about current and future memory technologies specifically addresses this need.
Popular science description
Under 1970-talet upptäckte fysikerna stora delar av den teori och många av de fundamentala begränsningar som styr kvantberäkningar. På 1980-talet utvecklades dessa teorier och det skapades kvantberäkningsmodeller och metoder för att programmera kvantdatorer. Under 1990-talet samlades forskarna runt utvecklandet av kvantalgoritmer (till exempel inom kryptografi), och forskare vid Oxford och senare vid Stanford och MIT demonstrerade de första exemplen av enkla kvantdatorer baserade på kärnmagnetisk resonans. Under nästföljande årtionde demonstrerades ett stort antal fungerande prototyper med fler kvantbitar och som även var baserade på andra (icke-magnetiska) fysikaliska fenomen. Utvecklingen fortgår med en hisnande fart: under de senaste åren har flera kommersiella produkter lanserats (hårdvara från D-Wave Systems och mjukvara från 1 QBit Technologies), förbättringar skett inom vad vi kan representera och hur noggrant vi kan representera det, och till och med kvantsimuleringar av en väteatom har demonstrerats. Fokus för nästan 50 års forskning har varit hur kvantfysik kan användas för att lösa problem som är för stora och komplexa för traditionella datorer. Nu när vi vet hur vi kan bygga kvantdatorer, hur ser vi då till att förse dem med data? Till exempel, en typ av kvantdatorer är baserad på helium-kryoteknik: helium blir till vätska nära absoluta nollpunkten och denna supravätska har kvantegenskaper. Om vi vill använda en dator baserad på denna teknik för att tackla problemen inom Big Data, vilken typ av minnen bygger vi i så fall? Vilken typ av teknologi använder vi? Vilken temperatur är lämpligast? Hur kommunicerar kvantdatorn med ett sådant minne? Dessa är den typ av frågor som Rambus Labs försöker att besvara. Under ett 1-års forskningsutbyte vid Rambus Labs kommer professor Sally A. McKee från Chalmers att delta i projekt som utnyttjar en rad olika spjutspetstekniker för att bygga framtidens minnessystem.