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清華大學(xué)研究團(tuán)隊研制出首個全模擬光電智能計算芯片:性能領(lǐng)先商用芯片3000倍!

發(fā)布時間:2023-11-06 09:01:43來源:快科技

  經(jīng)長期聯(lián)合攻關(guān),清華大學(xué)研究團(tuán)隊突破傳統(tǒng)芯片的物理瓶頸,創(chuàng)造性提出光電融合的全新計算框架,并研制出國際首個全模擬光電智能計算芯片(簡稱 ACCEL)。

  經(jīng)實測,該芯片在智能視覺目標(biāo)識別任務(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。

  結(jié)合基于電磁波空間傳播的光計算,與基于基爾霍夫定律的全模擬電子計算,在一枚芯片上突破了大規(guī)模計算單元集成、高效非線性、高速光電接口三個國際難題。

  在保證高任務(wù)性能的同時,實現(xiàn)了超高的計算能效和計算速度。

  為了確保實驗數(shù)據(jù)的可靠性,攻關(guān)團(tuán)隊進(jìn)行了大規(guī)模的實測和驗證。首次將端到端跨層協(xié)同技術(shù)應(yīng)用到智能視覺交互上,運用等效算力,對能效性能和時延數(shù)據(jù)進(jìn)行了精準(zhǔn)評估。

  光電計算芯片 ACCEL 的計算原理和芯片架構(gòu)

  ACCEL 共有三大優(yōu)勢:

  一、超高性能

  實測表現(xiàn)下,ACCEL 芯片的系統(tǒng)級算力達(dá)到現(xiàn)有高性能芯片的 3000 倍。如果用交通工具的時間來類比芯片中信息流計算,那么這枚芯片的出現(xiàn),相當(dāng)于將 8 小時的京廣高鐵縮短到了 8 秒鐘。

  二、超低功耗

  系統(tǒng)級能效為 74.8 Peta-OPS/W,較現(xiàn)有的高性能 GPU、TPU 等計算架構(gòu),提升了 400 萬倍。形象來說,原本供現(xiàn)有芯片工作 1 小時的電量,可供它工作 500 多年。

  三、超低成本

  光電融合芯片的光學(xué)部分的加工最小線寬僅采用百納米級,電路部分僅采用 180nm CMOS 工藝,已取得比 7nm 制程的高性能芯片多個數(shù)量級的性能提升。同時所使用的材料簡單易得,造價僅為后者的幾十分之一。

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