清华高滨:基于忆阻器的存算一体单芯片算力可能高达1POPs | CCF-GAIR 2020

好玩的棋牌网忆阻器存算一体芯片用130nm的工艺制造出计算精度与28nm树莓派CPU相当的准确度,速度快20倍,能效也比GPU高3个数量级。

好玩的棋牌网作者 | 包永刚

雷锋网按:2020年8月7日-8月9日,2020第五届全球人工智能与机器人峰会(CCF-GAIR 2020)于深圳正式召开。峰会由中国计算机学会(CCF)主办,香港中文大学(深圳)、雷锋网联合承办,鹏城实验室、深圳市人工智能与机器人研究院协办,得到了深圳市政府的大力指导,旨在打造国内人工智能领域极具实力的跨界交流合作平台,是国内人工智能和机器人领域规模最大、规格最高、跨界最广的学术、工业和投资领域盛会。

好玩的棋牌网CCF-GAIR 2020的AI芯片专场,来自学术界、产业界和投资界的6位大咖从AI芯片技术前沿、AI芯片的应用及落地、RISC-V芯片推动AI发展、新基建带来的投资机遇共同探讨新基建带来的机遇。

清华大学副教授高滨从AI芯片技术前沿的角度,带来了《基于忆阻器的存算一体芯片技术》的主题分享。

清华大学副教授高滨

高教授首先带我们回顾了现代计算的演变,从图灵机到现代计算系统中的三大基石:晶体管、布尔逻辑计算、冯诺依曼架构。高教授表示:“近几年AI对算力的需求是爆炸式的增长。芯片算力的提升与需求增长之间有一个很尖锐的矛盾。”

好玩的棋牌网这个尖锐的矛盾主要有两个原因:摩尔定律放缓以及冯诺依曼架构带来的存算分离局限。这让芯片面临着算力和能效两大挑战。

要解决矛盾和挑战,需要三大基石都革新的存算一体计算机。高滨表示:“器件层面,忆阻器可以把冯诺伊曼架构里的处理、内存、外存都融合在一起,构建存算一体阵列,这也

是存算一体最基本的要素。计算的范式层面,存算一体也从布尔逻辑计算变成了基于物理定律的模拟计算,架构变成存算一体架构。”

但新的计算系统因为忆阻器的稳定性、计算误差累积等问题,2018年以前完整的存算一体芯片和系统并没有突破。直到高滨所在的清华大学钱鹤、吴华强团队通过忆阻器件、电路、架构、算法等层面的创新,设计出全球首款全系集成的忆阻器存算一体芯片,用130nm的工艺制造出计算精度与28nm树莓派CPU相当的准确度,速度快20倍,能效也比GPU高3个数量级。

展望未来,高滨教授希望通存算一体技术,可以使计算的能效有百倍到千倍的提升,使单芯片的算力达到500TOPs甚至1POPs(1POPs=1000TOPs)。

高滨的团队实现了哪些突破?他们的目标能否实现?高滨教授的演讲中有更多信息。

以下是高滨教授在 CCF-GAIR 2020上的演讲内容,雷锋网对其进行了不改变原意的编辑整理:

(责任编辑:好玩的棋牌网)

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