Naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego opracowali pierwszy na świecie procesor tensorowy oparty na nanorurkach węglowych

Naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego dokonali imponującego wyczynu - opracowali pierwszą w historii jednostkę przetwarzania tensorowego (TPU) wykorzystującą tranzystory z nanorurek węglowych. Jest to ogromne osiągnięcie w dążeniu do energooszczędnego sprzętu AI.

Ich TPU, szczegółowo opisane na stronie w artykule w Nature Electronics, jest zbudowany w oparciu o architekturę macierzy systolicznej, która pozwala na równoległe 2-bitowe operacje mnożenia i akumulacji liczb całkowitych. Dzięki około 3000 tranzystorów polowych z nanorurek węglowych, które wykonują ciężkie operacje, układ może obsługiwać zadania splotu i mnożenia macierzy bez nadmiernego zużycia energii.

Z powodzeniem opracowaliśmy pierwszy na świecie układ procesora tensorowego (TPU) oparty na nanorurkach węglowych, zainspirowany szybkim rozwojem aplikacji AI, a także TPU firmy Google.

Zespół dopracował swój proces produkcyjny tak, aby półprzewodniki były w 99,9999% czyste z super czystymi powierzchniami, co prowadzi do tranzystorów o wysokiej gęstości prądu i niezawodnej wydajności. Przeprowadzili symulacje na poziomie systemu i odkryli, że 8-bitowy układ TPU wykonany z tych tranzystorów nanorurkowych może pracować z częstotliwością 850 MHz i zapewniać wydajność energetyczną na poziomie 1 tera-operacji na sekundę na wat - a wszystko to przy mniejszym zużyciu energii.

Kiedy stworzyli pięciowarstwową konwolucyjną sieć neuronową przy użyciu tego TPU, mogła ona osiągnąć dokładność do 88% w rozpoznawaniu obrazów MNIST, zużywając przy tym tylko 295μW mocy. To znacznie lepiej niż to, co widzieliśmy w przypadku obecnego sprzętu do akceleracji konwolucyjnej.

Oczywiście, praktyczne zastosowanie tego obecnego TPU klasy 180 nm może być nieco ograniczone, ale naukowcy uważają, że ich praca jest dużym krokiem naprzód w kierunku stworzenia nowej generacji, energooszczędnego sprzętu AI, który opiera się na technologii nanorurek węglowych.