北大研发碳纳米管TPU芯片，AI运算能效超谷歌TPU 1700倍

北大研发碳纳米管TPU芯片，AI运算能效超谷歌TPU 1700倍

引用

搜狐

等

7

来源

1.

https://www.sohu.com/a/795362409_639898

2.

https://www.163.com/dy/article/JBBR62OD051198AK.html

3.

https://www.sohu.com/a/795995089_174933

4.

https://www.sohu.com/a/802839686_120319119

5.

https://new.qq.com/rain/a/20240724A00OA500

6.

https://www.163.com/dy/article/JFLIKSEJ0511CPMT.html

7.

https://blog.csdn.net/HaoRan_shiji/article/details/138157070

近日，北京大学电子学院碳基电子学研究中心彭练矛-张志勇团队在下一代芯片技术领域取得重大突破，研发出世界首个基于碳纳米管的张量处理器芯片。这一创新成果不仅在学术界引起广泛关注，更预示着未来计算技术的全新发展方向。

该芯片由3000个碳纳米管场效应晶体管构成，专门设计用于高效执行卷积运算和矩阵乘法。实验数据显示，该TPU在仅295μW的低功耗下，能够支持五层卷积神经网络达到88%的MNIST图像识别准确率。

与现有AI加速器相比，这款碳基TPU展现出惊人的能效优势。具体来说，这款碳基TPU的能效高达每瓦一万亿次运算，而谷歌的Edge TPU使用2瓦功率只能达到每秒4万亿次运算，这意味着碳基TPU能效超过了谷歌TPU的1700倍。

碳纳米管作为一种新型半导体材料，具有优异的导电性和机械强度。相比硅基材料，碳纳米管电子迁移率更高，开关速度更快，尺寸更小，密度更高，最关键的是它能耗极低，并具有极高的机械柔韧性，因而被认为是可以延续摩尔定律的下一代芯片的有力候选材料。

尽管碳基TPU展现出巨大潜力，但要实现大规模商业化仍面临一些挑战。目前，碳纳米管芯片的制造复杂性和成本都较高，如何在大规模生产中保持稳定的性能和一致性，也是一个重大挑战。此外，现有芯片制造工艺和设备都是以硅为基础的，重新打造一个行业无疑更是难上加难。

随着AI应用的规模和复杂性不断扩大，硅的物理特性限制了其进一步缩小和提升性能的能力，硅基芯片的能效和处理能力已经面临瓶颈。北京大学团队的这一突破，为解决全球AI能耗瓶颈提供了新的可能方案。虽然从实验室到大规模应用还有很长的路要走，但这一成果无疑为未来高性能计算和AI应用开辟了新的发展方向。

这一突破性研究已发表在国际顶级学术期刊《自然-电子学》上，标志着中国在下一代芯片技术领域取得了重要进展。随着技术的不断成熟和完善，碳纳米管TPU有望在未来的AI计算中发挥重要作用，为人工智能的快速发展提供更强大的算力支持。