我國成功研制出新型芯片 計算性能大幅提升
近日，北京大學(xué)人工智能研究院孫仲研究員團隊聯(lián)合集成電路學(xué)院研究團隊成功研制出基于阻變存儲器的高精度、可擴展模擬矩陣計算芯片。該芯片首次實現(xiàn)了在精度上可與數(shù)字計算媲美的模擬計算系統(tǒng)。在求解大規(guī)模MIMO信號檢測等關(guān)鍵科學(xué)問題時，這款芯片的計算吞吐量與能效比當(dāng)前頂級數(shù)字處理器（GPU）提升百倍至千倍。相關(guān)研究成果于10月13日發(fā)表在《自然·電子學(xué)》期刊上。
讓模擬計算兼具高精度與可擴展性，以在現(xiàn)代計算任務(wù)中發(fā)揮其優(yōu)勢，一直是全球科學(xué)界面臨的難題。孫仲團隊選擇了一條融合創(chuàng)新的道路，通過新型信息器件、原創(chuàng)電路和經(jīng)典算法的協(xié)同設(shè)計，構(gòu)建了一個基于阻變存儲器陣列的高精度、可拓展的全模擬矩陣方程求解器，首次將模擬計算的精度提升至24位定點精度。
在計算精度方面，團隊成功實現(xiàn)16×16矩陣的24比特定點數(shù)精度求逆，經(jīng)過10次迭代后，相對誤差可低至10??量級。在計算性能方面，該芯片在求解32×32矩陣求逆問題時，算力已超越高端GPU的單核性能；當(dāng)問題規(guī)模擴大至128×128時，計算吞吐量達(dá)到頂級數(shù)字處理器的1000倍以上。傳統(tǒng)GPU需要一天完成的任務(wù)，這款芯片僅需一分鐘就能完成。此外，該方案在相同精度下能效比傳統(tǒng)數(shù)字處理器提升超100倍，為高能效計算中心提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。
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