Prvi CPU s ugljikovim nanocijevima
- Objavljeno u Znanost
Kineski istraživači sa Sveučilišta u Pekingu predstavili su prvi svjetski tensor procesorski čip temeljen na ugljikovim nanocijevima, označavajući značajan korak naprijed u tehnologiji obrade umjetne inteligencije (AI).
Kinezi kažu da ovaj novi iskorak rješava rastuća ograničenja tradicionalnih poluvodiča na bazi silicija, koji su sve neprikladniji za zahtjeve obrade podataka moderne umjetne inteligencije, ponajviše zbog velike potrošnje energije.
Istraživački tim je objavio svoja otkrića u časopisu Nature Electronics, a njihova studija predstavlja inovativnu arhitekturu sistoličkog niza koja iskorištava svojstva tranzistora ugljikovih nanocijevi i tenzorske operacije, pružajući potencijalno rješenje za proširenje Mooreovog zakona, koji predviđa udvostručenje tranzistora na čipu otprilike svake dvije godine.
Trenutačni računalni čipovi temeljeni na siliciju suočavaju se s izazovima koji se odnose na smanjenje veličine i povećanje potrošnje energije. Postoji hitna potreba za novim materijalima koji mogu pružiti bolje performanse i učinkovitost. Ugljikove nanocijevi, poznate po svojim izvrsnim električnim svojstvima i ultratankim strukturama, pojavljuju se kao obećavajuća alternativa.
Profesor Zhang Zhiyong iz istraživačkog tima primijetio je da tranzistori od ugljikovih nanocijevi nadmašuju komercijalne tranzistore bazirane na siliciju u brzini i potrošnji energije. Ovi tranzistori nude deseterostruku prednost, omogućujući proizvodnju energetski učinkovitijih integriranih sklopova i sustava, koji su ključni u eri umjetne inteligencije.
Dok su razne međunarodne istraživačke skupine demonstrirale integrirane krugove temeljene na ugljikovim nanocijevima, uključujući logička vrata i jednostavne procesore, ovo je istraživanje prvo koje primjenjuje tranzistorsku tehnologiju ugljikovih nanocijevi na računalne čipove s umjetnom inteligencijom visokih performansi.
"Izvještavamo o jedinici za obradu tenzora (TPU) koja se temelji na 3000 tranzistora s efektom polja ugljikovih nanocijevi i može izvoditi energetski učinkovite konvolucijske operacije i množenje matrica", rekla je Si Jia, pomoćna profesorica na Sveučilištu u Pekingu.
Ovaj TPU, koji koristi arhitekturu sistoličkog niza, podržava paralelne 2-bitne operacije množenja-akumulacije cijelog broja, rekao je Si, objašnjavajući da je petoslojna konvolucijska neuronska mreža koja koristi ovaj TPU postigla 88 posto točnosti u Modificiranom testu prepoznavanja slike Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju uz potrošnju energije od samo 295 mikrovata.
Ovaj nedavni razvoj pokazuje potencijal tehnologije ugljikovih nanocijevi u računalstvu visokih performansi i otvara nove mogućnosti za napredak u AI obradi, s ciljem učinkovitijih i snažnijih AI sustava.