Powstał pierwszy mikroprocesor tensorowy wykorzystujący nanorurki węglowe. Do przełomu jednak jeszcze daleko

Coraz częściej w świecie nauki i mediach technologicznych poruszany jest temat wyczerpywania się możliwości krzemu. Co jakiś czas słyszymy o odkryciach materiałów, które mogą zrewolucjonizować świat elektroniki. Rzeczywistość jednak pokazuje, że wprowadzenie zamienników krzemu jest żmudnym i czasochłonnym procesem. Mimo to przynosi pewne efekty, czego dowodem jest pierwsza na świecie jednostka TPU wykorzystująca technologię nanorurek węglowych.

Na łamach czasopisma Nature chińscy naukowcy opublikowali wyniki swojej pracy nad w pełni działającym mikroprocesorem tensorowym, który wykorzystuje tranzystory z kanałem wykonanym z nanorurek węglowych.

TSMC pracuje nad nowymi prostokątnymi podłożami do pakowania zaawansowanych układów dla sztucznej inteligencji

Naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego oraz współpracujących instytutów w Chinach opracowali autorski wariant architektury systolic array dostosowany do wykorzystania tranzystorów z kanałami wykonanymi z nanorurek węglowych. W ten sposób stworzyli pierwszy mikroprocesor tensorowy oparty na tej nowej technologii. Chip składa się z 3000 tranzystorów polowych z kanałami z nanorurek węglowych, zorganizowanych w trzech grupach, z których każda zawiera trzy jednostki przetwarzania (PE). Jednostka TPU (Tensor Processing Unit) może wykonywać dwubitowe operacje konwolucyjne na liczbach całkowitych oraz mnożenie macierzy. W prototypie zastosowano pięciowarstwową konwolucyjną sieć neuronową, która potrafi rozpoznawać obrazy z dokładnością do 88%, przy zużyciu energii elektrycznej wynoszącym 295 μW. Mimo że układ jest w pełni funkcjonalny, naukowców czeka jeszcze długa droga, zanim zbliżą się do wydajności i miniaturyzacji współczesnych układów tensorowych stosowanych w sieciach neuronowych, a więc m.in. w uczeniu sztucznej inteligencji.

Intel prezentuje prototyp optycznego, zintegrowanego chipletu I/O dla centrów obliczeniowych i serwerów AI

Technologia ta wydaje się bardzo obiecująca, gdyż wyniki symulacji pokazują, że tranzystory z kanałami z nanorurek węglowych, wykorzystujące węzeł technologiczny 180 nm, mogą osiągnąć prędkość 850 MHz przy wydajności energetycznej wynoszącej 1 TOPS/W. Stanowi to znaczną przewagę nad innymi technologiami tranzystorów wykonanych w tej samej litografii, zarówno pod względem mocy obliczeniowej, jak i poboru energii. Co więcej, chipy oparte na tego typu tranzystorach i wspomnianej architekturze mogą funkcjonować jako koprocesory, poprzez umieszczenie ich na tradycyjnych procesorach krzemowych. Zespół badawczy zamierza teraz skupić się na skalowalności, miniaturyzacji rozwiązania oraz zwiększeniu rozdzielczości bitowej operacji. W przyszłości technologia zaprezentowana na łamach czasopisma naukowego Nature może stanowić niemały przełom w porównaniu do tradycyjnych układów krzemowych stosowanych dziś w sieciach neuronowych.