国家发改委主管的新闻网站《中宏网》报道,数字计算主导计算机领域半个多世纪后,中国科学家在新架构上取得重大突破。今年10月,由北京大学人工智能研究院孙仲团队主导,并联合集成电路学院研究团队,成功研制出基於阻变储存器的高精度、可扩展模拟矩阵计算芯片。这项突破性技术首次将模拟计算的精度提升至24位定点精度,其计算吞吐量与能效远超现有顶级GPU,幅度可达百倍至千倍。
当前的市面上的主流CPU和GPU都是数字芯片,并都采用冯诺依曼结构,将计算和储存功能分开,通过01数字流的编译+计算+解码实现信息计算和传输。而基於阻变储存器的模拟计算的优势之一在於取消了「将数据转化为二进制数字流」这一过程,同时不必进行「过程性数据储存」,进而将数据计算过程与数据储存合而为一,实现算力解放。
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北京大学的孙仲团队专注於更具挑战性的矩阵方程求解(AI二阶训练的核心)。矩阵求逆操作要求的计算精度极高,时间复杂度达到了立方级。而模拟计算凭藉物理规律直接运算的方式,具有低功耗、低延迟、高能效、高并行的天然优势,只要能够不断降低计算误差,不断提升计算精度,将为传统GPU的算力解放带来爆炸性突破。
孙仲透露,目前团队正在积极推进产业落地,而此过程的关键在於阻变储存器。当前在很多代工厂有突破,但是更多依然是将之用於储存器本身。但是,不只将它用於储存,也用於计算,是对其应用能力的一种拓展,这要求更有针对性的生产工艺探索。但是实现产业化还需要多方的协调与努力。(wl/a)
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