【KUBD-050】恐怖と苦悶の表情の首絞め暴行</a>2013-03-18幻奇&$KUBISHIME70分钟 下一代芯片 来自中国科学家的打破

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北京大学和中国其他商量所的商量东说念主员最近开采出一种基于碳纳米管的张量处理单位 (TPU)，该单位远景十分光明，可用于以更节能的神志启动 AI 算法。《当然电子学》杂志发表的一篇论文先容了这种基于碳纳米管的张量处理芯片，这可能是开采下一代芯片说念路上的一项重要打破。

“咱们得手研发出寰球首款基于碳纳米管的张量处理器芯片（TPU），”论文共同作家张志勇（音译）告诉Tech Xplore。“咱们受到了GoogleTPU和AI掌握快速发展的启发。从ChatGPT到Sora，东说念主工智能正在迎来一场新的立异，但传统的硅基半导体手艺越来越无法兴盛海量数据的处理需求。面临这一寰球挑战，咱们找到了惩办有筹画。”

在计较机科学中，舒缓阵列是一种处理器汇聚，不错有节律地计较数据并允许数据解放通过，访佛于血液在东说念主体中的流动神志。张和他的共事开采了一种新的高效舒缓阵列架构，使用碳纳米管晶体管，场效应晶体管 (FET)，其通说念由碳纳米照手脚，而不是传统的半导体。基于他们开采的这种新架构，他们创造了迄今为止报说念的寰宇上第一个基于碳纳米管的 TPU。

“该芯片由 3，000 个碳纳米管 场效应晶体管组成，以 3*3 处理单位 (PE) 的体式组织起来，”张诠释解释说念。“这 9 个 PE 组成一个脉动阵列架构，不错并行实施两位整数卷积和矩阵乘法运算。”

张和他的共事提倡的紧耦合架构相沿舒缓输入数据的流动。通过该架构的数据流动减少了静态立时存取存储器 (SRAM) 组件的读写操作，从而权贵简略了动力。

“每个 PE 都从其上游邻居（上和左）剿袭数据，孤独计较其里面的部分边界，并将其传递到下流（右和下），”张说。“每个 PE 都联想用于 2 位 MAC 和有秀美和无秀美整数的矩阵乘法。连合舒缓数据流，CNT TPU 不错加快 NN 掌握中的卷积运算。”

该团队提倡的系统架构经由悉心联想，可加快东说念主工神经汇聚实施的张量运算，大意在整数卷积和矩阵乘法之间切换。他们基于此架构开采的张量处理芯片可能成为基于低维电子学的新式高性能集成电路开采的紧要里程碑。

“基于咱们的碳基张量处理器芯片，咱们构建了一个五层的卷积神经汇聚，不错实施图像识别任务，准确率高达88%，功耗仅为295μW，这是总共新式卷积加快硬件手艺中功耗最低的。”张诠释说。

“系统模拟边界标明，继承180纳米手艺节点的碳基晶体管频率不错达到850MHz，能效非凡1TOPS/w，比同手艺节点的其他器件手艺具有昭彰上风。”

总体而言，商量东说念主员进行的初步模拟和测试边界突显了碳基 TPU 的后劲，标明它可能绝顶允洽启动基于机器学习的计较模子。将来，他们的芯片不错比现存的基于半导体的缔造发扬出更大的计较智商，何况更节能。

该商量团队的奋勉最终将有助于加快卷积神经汇聚的启动，同期缩短其功耗。与此同期，张和他的共事诡计进一步进步芯片的性能、能效和可推广性。

张补充说念：“举例，不错通过使用罗列整皆的半导体 CNT 作为通说念材料、减小晶体管尺寸、增多 PE 的位数或已毕 CMOS 逻辑等神志进一步进步这种形貌的性能和动力后果。”

“CNT TPU 还可能在硅晶圆厂的 BEOL 中制造，以已毕三维集成：即底部是硅 CPU，顶部是 CNT TPU 作为协处理器。此外，不错商量多层 CNT FET 的 3D 单片集成【KUBD-050】恐怖と苦悶の表情の首絞め暴行2013-03-18幻奇&$KUBISHIME70分钟，以得回缩短蔓延和增多带宽的潜在上风。”