Flüchtiger Speicher mit integriertem Prozessor Was ist Processing in Memory (PIM)?

Processing in Memory, auch als „Processor in Memory“ bezeichnet, ist ein flüchtiger Speicher (RAM), der über einen integrierten Prozessor verfügt und Datenverarbeitungsaufgaben selbst ausführen kann. Speicherzellen und Prozessor sind eng miteinander verknüpft, wodurch sich einige typische Engpässe eines Standardcomputersystems reduzieren lassen. Latenz und Durchsatz der Datenverarbeitung verbessern sich.

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Ein leicht abgewandelter alternativer Begriff für Processing in Memory, abgekürzt PIM, ist „Processor in Memory“. Es handelt sich um einen speziellen Memory-Typ, der flüchtigen Speicher bereitstellt und gleichzeitig über einen integrierten Prozessor zur Ausführung von Datenverarbeitungsaufgaben verfügt. Das Processing-in-Memory-Konzept ist dafür vorgesehen, typische Engpässe zwischen CPU und RAM, wie sie in einem Standardcomputersystem mit sogenannter Von-Neumann-Rechner-Architektur auftreten, zu beseitigen. Beim Processing in Memory sind die Speicherzellen und der Prozessor eng miteinander verknüpft.

Processing in Memory erzielt eine hohe Datenverarbeitungsgeschwindigkeit und reduziert die Latenz. Die Performance des Gesamtsystems steigt. Zwischen der Haupt-CPU und dem RAM zu übertragende Datenmengen sinken, da das PIM-Modul direkt die Ergebnisse der Datenverarbeitungsbefehle liefert. Processing in Memory eignet sich sehr gut für das Konzept des In-Memory Computings (IMC), bei dem die Daten im Arbeitsspeicher gehalten werden und nicht mehr von Festplatten oder Datenbanken geladen werden müssen.

Typische Anwendungsbereiche für Processing in Memory sind die Künstliche Intelligenz (KI) und Maschinelles Lernen (ML), das Internet der Dinge (IoT) oder Echtzeitanalysen im Big-Data- und Business-Intelligence-Umfeld. Die PIM-Technologie kommt für die Computergrafik, das High Performance Computing (HPC) oder In-Memory-Datenbanken zum Einsatz. Zahlreiche Hersteller bieten Processing in Memory mit unterschiedlichen Eigenschaften und Datenverarbeitungsfähigkeiten an. PIM für KI-Anwendungen ist mit speziellen KI-Engines ausgestattet.

Vorteile durch den Einsatz von Processing in Memory

Der Einsatz von Processing in Memory bietet zahlreiche Vorteile. Die spezielle Memory-Technologie reduziert den zwischen CPU und Arbeitsspeicher auftretenden Von-Neumann-Engpass von Rechnern mit Standardarchitektur. Durch die enge Kopplung der Speicherzellen mit dem Prozessor und seiner Logik und die Datenverarbeitung direkt im Memory-Modul sinkt die Latenz. Darüber hinaus reduzieren sich die zwischen CPU und RAM zu übertragenden Datenmengen. Die CPU wird bei ihrer Arbeit nicht mehr durch das Warten auf Daten ausgebremst. Auch die Energieeffizienz des Systems verbessert sich. Für das Gesamtsystem ergeben sich eine höhere Performance und Datenverarbeitungsgeschwindigkeit.

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