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中國(guó)研制出全球首個(gè)全模擬光電智能計(jì)算芯片

iotmag ? 來(lái)源:物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ? 2023-12-04 17:39 ? 次閱讀

經(jīng)長(zhǎng)期聯(lián)合攻關(guān),清華大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)芯片的物理瓶頸,創(chuàng)造性提出光電融合的全新計(jì)算框架,并研制出國(guó)際首個(gè)全模擬光電智能計(jì)算芯片(簡(jiǎn)稱ACCEL)。

經(jīng)實(shí)測(cè),該芯片在智能視覺(jué)目標(biāo)識(shí)別任務(wù)方面的算力可達(dá)目前高性能商用芯片的3000余倍,為超高性能芯片的研發(fā)開辟全新路徑。該成果近日發(fā)表于《自然》雜志上。

近年來(lái),如何構(gòu)建新的計(jì)算架構(gòu),發(fā)展新型人工智能計(jì)算芯片,是國(guó)際關(guān)注的前沿?zé)狳c(diǎn)。利用光波作為載體進(jìn)行信息處理的光計(jì)算,因高速度、低功耗等優(yōu)點(diǎn)成為科學(xué)界研究熱點(diǎn)。

然而,計(jì)算載體從電變?yōu)楣?,還要替代現(xiàn)有電子器件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)應(yīng)用,面臨諸多難題。

為此,清華大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)戴瓊海院士、自動(dòng)化系助理教授吳嘉敏,以及電子工程系副教授方璐、副研究員喬飛,結(jié)合光計(jì)算、純模擬電子計(jì)算等技術(shù),突破傳統(tǒng)芯片架構(gòu)中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度、精度與功耗相互制約的物理瓶頸,提出一種全新的計(jì)算框架,有望解決大規(guī)模計(jì)算單元集成、光計(jì)算與電子信號(hào)計(jì)算的高效接口等國(guó)際性難題。

“我們是在全模擬信號(hào)下發(fā)揮光和電的優(yōu)勢(shì),避免了模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換問(wèn)題,突破了功耗和速度的瓶頸?!狈借幢硎荆懔?yōu)勢(shì)外,在智能視覺(jué)目標(biāo)識(shí)別任務(wù)和無(wú)人系統(tǒng)(如自動(dòng)駕駛)場(chǎng)景計(jì)算中,ACCEL的系統(tǒng)級(jí)能效(單位能量可進(jìn)行的運(yùn)算數(shù))經(jīng)實(shí)測(cè)是現(xiàn)有高性能芯片的400萬(wàn)余倍,“這一超低功耗的優(yōu)勢(shì)將有助于改善限制芯片集成的芯片發(fā)熱問(wèn)題,有望為未來(lái)芯片設(shè)計(jì)帶來(lái)突破?!?br />
此外,ACCEL光學(xué)部分的加工最小線寬為百納米級(jí)。“實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,僅采用百納米級(jí)工藝精度,就可取得比先進(jìn)制程芯片大幅提升的性能。”方璐說(shuō)。

戴瓊海表示,ACCEL未來(lái)有望在無(wú)人系統(tǒng)、工業(yè)檢測(cè)和人工智能大模型等方面實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

目前團(tuán)隊(duì)僅研制出特定計(jì)算功能的光電融合原理樣片,亟需進(jìn)一步開展具備通用功能的智能視覺(jué)計(jì)算芯片研發(fā),以便在實(shí)際中大范圍應(yīng)用。

來(lái) 源 :新華社






審核編輯:劉清

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原文標(biāo)題:全球首發(fā)!中國(guó)研制出全模擬光電智能計(jì)算芯片

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