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我国研制出世界首个碳纳米管张量处理器芯片

2024-07-23
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近日,北京大学电子学院碳基电子研究中心彭练矛-张志勇团队在下一代芯片技术领域取得重大突破,成功开发了世界上第一个基于碳纳米管的张量处理器芯片(TPU),相关研究成果于7月22日发表・在电子学中。

据报道,该芯片采用新的设备工艺和脉动阵列架构,将3000个碳纳米管晶体管集成到张处理器芯片中,从设备研究到系统演示,显著提高了卷积神经网络的运行效率,功耗极低。基于TPU的五层卷积神经网络只能消耗295μ在W的情况下,MNIST图像识别精度高达88%。

通过优化碳纳米管的制造工艺,研究团队获得了纯度高达99.999%的半导体材料和超洁净表面,从而制造出电流密度高、均匀性高的晶体管。模拟结果显示,180纳米工艺节点的8位碳纳米管TPU预计将达到850 MHz的主频和每瓦1万亿次的能效水平。

碳基晶体管比硅基CMOS晶体管具有更好的速度功耗综合优势。碳基张力处理器在180nm技术节点中具有三倍的性能优势,并具有延续到先进技术节点的潜力,预计将满足人工智能时代对高性能、高效芯片的需求。

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