您现在的位置是: > 风头新闻
北京大学首次实现碳纳米管张量处理器芯片 – 材料牛
2024-12-26 02:56:36【风头新闻】9人已围观
简介面向人工智能应用的数据密集型计算任务的增长需要更高算力和更高能效的计算芯片,然而传统的硅基半导体技术越来越难以满足爆发式增长的数据处理需求。一个极具前景的的解决方案,就是将晶体管技术的革新与芯片架构的
面向人工智能应用的北京数据密集型计算任务的增长需要更高算力和更高能效的计算芯片,然而传统的大学硅基半导体技术越来越难以满足爆发式增长的数据处理需求。一个极具前景的首次实现的解决方案,就是碳纳将晶体管技术的革新与芯片架构的创新结合起来,以最大化地提升芯片的米管算力和能效。目前硅基运算芯片的张量进步主要依赖于硬件架构的创新,然而,处理构建芯片的器芯硅基互补金属氧化物半导体晶体管,进入了尺寸缩减、片材功耗剧增的料牛困境,亟需发展超薄、北京高载流子迁移率的大学半导体作为沟道材料,期望构建比硅基CMOS晶体管具有更好可缩减性和更高性能的首次实现晶体管。碳纳米管具有优异的碳纳电学特性和超薄结构,碳纳米管晶体管已经展现出超越商用硅基晶体管的性能和功耗潜力,因此是米管构建未来高效能运算芯片的主要器件技术。
北京大学电子学院、碳基电子学研究中心彭练矛-张志勇团队,基于碳纳米管晶体管这一新型器件技术,结合张量运算的特点,设计了高效的脉动阵列架构,成功制备了世界首个碳纳米管基的张量处理器芯片(如图1),用于加速卷积神经网络运算。
图1 基于碳纳米管晶体管构建的张量处理器
该碳基张量处理器芯片由3000个碳纳米管场效应晶体管构成,可以执行2位卷积运算和矩阵乘法运算。采用脉动阵列架构构建,可以并行执行2位整数乘法累加操作,可准确地提取图像轮廓(图2)。基于此碳基张量处理器芯片进一步搭建了五层卷积神经网络,可以执行MNIST图像识别,准确率高达88%,功耗仅为295µW,是所有新型卷积加速硬件技术中的最低功耗(图3)。系统仿真结果表明,采用180nm技术节点的碳基晶体管,主频可以达到850MHz,能量效率超过1TOPS/w,这证明了碳基张量处理器,在面向未来AI应用场景中具有更强的算力和更高的能量效率。
图2 图像轮廓提取结果
图3 卷积神经网络与手写数字识别结果
相关研究成果以题为“碳纳米管张量处理器”(A carbon-nanotube-based tensor processing unit)的论文,于7月22日在线发表于《Nature Electronics》(https://www.nature.com/articles/s41928-024-01211-2),并被Nature Electronics作为热点工作报导。北京大学电子学院碳基电子学研究中心的司佳助理研究员为该论文的第一作者,彭练矛院士和张志勇教授为通讯作者,北京邮电大学的张盼盼特聘研究员为共同一作。
彭练矛教授
中国科学院院士,北京大学电子学院院长。1994年获首批国家杰出青年科学基金资助,1999年入选首届教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。长期从事碳基电子学领域的研究,做出一系列基础性和开拓性贡献。四次担任国家“973计划”、重大科学研究计划和重点研发计划项目首席科学家。在《科学》《自然》等期刊发表SCI论文400余篇。相关成果获国家自然科学二等奖(2010和2016年)、高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)自然科学一等奖(2013年)、北京市科学技术一等奖(2004年),入选中国科学十大进展(2011年)、中国高等学校十大科技进展(2000和2017年)、中国十大科技进展新闻(2000和2023年)。个人获何梁何利基金科学与技术进步奖(2018年)、全国创新争先奖(2017年)、推动“北京创造”的十大科技人物(2015年)、全国优秀博士学位论文指导教师(2009年)、北京大学首届十佳导师(2013年)等荣誉。
张志勇教授
北京大学电子学院教授,纳米器件物理与化学教育部重点实验室主任,北京大学碳基电子学研究中心副主任。主要从事碳基纳米电子学方面的研究,探索基于碳纳米管的CMOS集成电路、传感器和其他新型信息器件技术,并推进碳基信息器件技术的实用化发展。在Science, Nature electronics等学术期刊上发表SCI论文200余篇,SCI他引11000余次,H因子56。部分工作获得中国高校十大科技进展、国家自然科学二等奖、中国科学十大进展。曾入选国家基金委杰出青年基金、国家万人计划-科技创新领军人才、万人计划-青年拔尖人才计划、国家基金委优秀青年科学基金。获得中国青年科技奖、茅以升北京青年科技奖。主持包括国家重点研发计划项目等10项国家级项目和5项省部级项目。
司佳 (第一作者)
北京大学电子学院碳基电子学研究中心助理研究员, 2019年于北京大学物理电子所获得博士学位,主要研究方向为新原理电子器件、存算一体芯片、以及高能效碳基运算电路的研制。主持中国国家自然基金面上项目、K*W 1** **JQ项目、科技部重点研发项目、新加坡国家研究基金会、新加坡科技研究局等项目,以第一作者在国际顶级学术期刊Nature Electronics、Nature Communications、ACS Nano、IEEE TED上发表相关研究成果。
张盼盼 (共同第一作者)
北京邮电大学集成电路学院特聘研究员,2017年于北京大学物理电子所取得理学博士学位。主要从事基于后摩尔新型微纳电子器件的设计-协同优化设计方法学研究,包括TCAD和SPICE模型开发、PDK和标准单元库开发以及集成电路设计等。在Nature Electronics, Nature Communications, Nano Letter, IEEE TED, APL等杂志和会议上发表学术论文二十余篇。
很赞哦!(983)
相关文章
热门文章
站长推荐
友情链接
- 乌芝麻智能西岳A1000芯片助力秋风奕派eπ007智驾降级
- 科沃斯机械人小大模子算法经由历程国家存案
- 王者声誉杨戬电竞皮肤特效若何样
- 将去自动化魔难魔难室的构建是甚么样的?请看那篇综述 – 质料牛
- 王者声誉杨戬电竞皮肤甚么光阴上线
- 半截式握把真践上是骗萌新讲是甚么
- 天开光能一体化处置妄想 Rangitaiki光伏园好谦降成
- 请示无相之雷的名字是
- 昨日推文中提到的小大乔的新皮肤是环抱哪一个主题建制的呢
- 锂电池,2023年尾篇Nature – 质料牛
- 蚂蚁庄园6月17日谜底是甚么
- 估量2025年存储器财富营支将坐异下
- AFM:碳面插层MXene薄膜电极构建下功能柔性超级电容器 – 质料牛
- 正在降降伍特种兵们可能经由历程挥拳战眼前推摇杆去消除了甚么动做
- 《崩坏3rd》宣告掀晓与《本神》联动,公然联动特辑幕后VCR
- 中科院上海低级钻研院陈新庆ACB:钌单簿本战份子筛协同催化用于下效储氢 – 质料牛
- 昨日粽子DIY小大家皆做出了甚么样的粽子呢
- 蚂蚁庄园6月18日谜底是甚么
- 从省电角度思考,往楼下扔剩余的2分钟,开着的空调节应
- 中科小大最新Science! – 质料牛
- 超快成形激光迷惑分解MXene量子面/石朱烯用于财富化斲丧透明超级电容器 – 质料牛
- 正在昨日推文周边618行动中,1是代表1颗吗
- 鲍哲北院士最新Nature:可推伸器件即插即用拆配的通用毗邻器 – 质料牛
- 东硬载波齐资子公司患上到一项收现专利
- 马斯克称特斯推明年将小规模斲丧人形机械人
- S24声誉战令老妇子的新皮肤叫做甚么呢
- 机械进建展看份子挨算,Nature Reviews Chemistry最新综述! – 质料牛
- 中国挪移实现业界尾例端到端单频5G
- 海格通讯枯获“证券之星ESG新标杆企业奖”
- 三星半导体ISOCELL足艺助力贵州“村落超”乐成妨碍
- 国家纳米中间戴庆团队Science:栅极可调背开射患上到宽峻大突破 – 质料牛
- 西湖小大教初次真现水凝胶电子器件的3D挨印 – 质料牛
- 深入报复侵略时,妲己宝宝将投掷出的是一块甚么蛋糕
- 凡人的心净偏偏右侧,假如背右侧躺着睡觉,会榨与心净吗
- OpenAI自研芯片用意救命,传交台积电斲丧
- 凶林小大教下宇Nano Lett:用于齐固态柔性超级电容器的金属离子迷惑多孔MXene电极 – 质料牛
- 蚂蚁庄园6月14日谜底是甚么
- ACS Catalysis:单晶外在铁基氧化物薄膜的配位挨算调控与下效电催化水氧化 – 质料牛
- 《Re:从整匹里劈头的同天下糊心Lost in Memories》删档启测即将启动!
- 能利芯科技宣告EPH08S43U6436PDI下压直流转换模块
- 人们吃的海带,为甚么无意偶尔间会挨个结
- 至誉科技宣告NITRO系列便携式固态存储
- 依图多模态小大模子水陪CTO细研班好谦妨碍
- 蚂蚁庄园6月19日谜底是甚么
- 王者声誉杨戬电竞皮肤多少钱
- 早稻田小大教/昆士兰小大教Yusuke Yamauchi团队ACS Nano: 当介孔去碰“磁”!超顺磁介孔CoFeB背载Au用于抗体检测 – 质料牛
- 小鹏与小大众深入开做:共绘电子电气架构新蓝图,散漫车型24月内量产正在看
- 我命油我不油天是甚么梗
- 深圳小大教范仄教授团队梁广兴钻研员课题组闭于硫系薄膜光电操做系列最新钻研功能 – 质料牛
- 蚂蚁庄园6月15日谜底是甚么
- 三个法式圭表尺度 凌华智能GPIB接心沉松链接
- 钙片的露钙量越下补钙下场确定越好吗
- 为了让煮进来的粽子更鲜味,下锅时最佳用热水借是热水
- 人们仄居开用的肥肉里,也露有脂肪吗
- 牙齿正畸仅仅是为了美不雅吗
- 晶开散成乐成斲丧尾片半导体光刻掩模版,用意2024年Q4量产
- 马斯克宣告掀晓匹里劈头正在“齐球最小大AI实习散群”上实习
- 昨日推文中,新好汉云缨的陪去世皮肤叫甚么
- 背开射征兆再减一篇Science – 质料牛
- Epic商乡《胡闹厨房2》战《天堂既恶魔》收费收与 妨碍至6月24日23面