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下一代AI芯片性能翻倍?新技術可以模仿人腦來節(jié)省能源

科創(chuàng)板日報 ? 來源:科創(chuàng)板日報 ? 2023-11-16 10:42 ? 次閱讀
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創(chuàng)新的新型芯片技術集成了數據存儲和處理功能,大大提高了效率和性能。研究團隊利用被稱為鐵電場效應晶體管(FeFET)的特殊電路應用了一種新的計算模式。幾年內,這可能會被證明適用于生成式人工智能深度學習算法機器人應用。

據報道,慕尼黑工業(yè)大學(TUM)的Hussam Amrouch教授領導的研究團隊開發(fā)出了一種可用于人工智能的架構,其功能是同類內存計算方法的兩倍。

最新研究結果已于近期發(fā)表在了《自然》雜志上。據稱,創(chuàng)新的新型芯片技術集成了數據存儲和處理功能,大大提高了效率和性能。這些芯片受到人腦的啟發(fā),預計將在三到五年內上市,需要跨學科合作才能達到行業(yè)安全標準。

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據悉,Amrouch團隊利用被稱為鐵電場效應晶體管(FeFET)的特殊電路應用了一種新的計算模式。幾年內,這可能會被證明適用于生成式人工智能、深度學習算法和機器人應用。

實際上,他們的基本理念很簡單:以前的芯片只在晶體管上進行計算,而現(xiàn)在它們也是數據存儲的位置。這樣既省時又省力。Amrouch說:“因此,芯片的性能也得到了提升?!?/p>

隨著人類需求的不斷提高,未來的芯片必須比以前的更快、更高效。因此,它們不能迅速升溫。如果它們要支持諸如無人機飛行時的實時計算等應用,這是必不可少的。

“像這樣的任務對計算機來說是極其復雜和耗能的,”研究人員說。

對芯片的這些關鍵要求可以用數學參數TOPS/W來概括:“每秒每瓦特的太赫茲運算量”。這可以看作是未來芯片的重要技術指標:當提供一瓦(W)功率時,處理器每秒(S)能執(zhí)行多少萬億次運算(TOP)。

這款新型人工智能芯片可提供885 TOPS/W。這使得它比同類人工智能芯片(包括三星公司的MRAM芯片)的功能強大一倍。而目前普遍使用的CMOS(互補金屬氧化物半導體)芯片的運行速度在10-20 TOPS/W之間。

具體而言,研究人員從人類那里借鑒了現(xiàn)代芯片架構的原理。Amrouch說:“在大腦中,神經元負責處理信號,而突觸則能夠記住這些信息,他描述了人類如何能夠學習和回憶復雜的相互關系?!?/p>

為此,芯片使用了“鐵電”(FeFET)晶體管。這種電子開關具有特殊的附加特性(施加電壓時極性反轉),即使在切斷電源的情況下也能存儲信息。此外,它們還能保證在晶體管內同時存儲和處理數據。

Amrouch認為:“現(xiàn)在,我們可以構建高效的芯片組,用于深度學習、生成式人工智能或機器人等應用,例如,在這些應用中,數據必須在生成的地方進行處理?!?/p>

不過,慕尼黑工業(yè)大學慕尼黑機器人與機器智能綜合研究所(MIRMI)的教授認為,要實現(xiàn)這一目標還需要幾年時間。他認為,適合實際應用的首款內存芯片最快也要三到五年后才能問世。

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原文標題:下一代AI芯片性能翻倍?新技術可以模仿人腦來節(jié)省能源……

文章出處:【微信號:chinastarmarket,微信公眾號:科創(chuàng)板日報】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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