性能絲毫不差!中國新型芯片繞開光刻機(jī)卡脖子環(huán)節(jié):計(jì)算精度從1%躍升至千萬分之一
12月30日消息,性能新型芯片在我國科學(xué)家努力下,絲毫算精找到了可以繞開光刻機(jī)卡脖子環(huán)節(jié)就能生產(chǎn)的不差脖環(huán)芯片。
今年10月,中國至千北京大學(xué)人工智能研究院/集成電路學(xué)院雙聘助理教授孫仲與北京大學(xué)集成電路學(xué)院蔡一茂教授、繞開王宗巍助理教授率領(lǐng)的光刻團(tuán)隊(duì)成功研制出基于阻變存儲器的高精度、可擴(kuò)展模擬矩陣計(jì)算芯片,機(jī)卡節(jié)計(jì)在全球范圍內(nèi)首次將模擬計(jì)算的躍升精度提升至24位定點(diǎn)精度,讓未來同等任務(wù)下使用更少的性能新型芯片計(jì)算卡成為可能。
這是絲毫算精一種完全不同于目前所有商用量產(chǎn)芯片的新型芯片,計(jì)算精度從1%躍升至千萬分之一;可以支撐6G、不差脖環(huán)具身智能及AI大模型訓(xùn)練等多個(gè)前沿場景;更重要的中國至千是,它可在28納米及以上成熟工藝量產(chǎn),繞開繞開光刻機(jī)“卡脖子”環(huán)節(jié)。光刻
按照科研團(tuán)隊(duì)的機(jī)卡節(jié)計(jì)說法,這款芯片主要?jiǎng)?chuàng)新有三點(diǎn):
第一,器件層面:上世紀(jì)的模擬計(jì)算都是基于傳統(tǒng)硅基電路,多用于求解微分方程;我們則首次采用已可量產(chǎn)的、足夠成熟的阻變存儲器作為核心器件,面向矩陣方程求解,形成“現(xiàn)代模擬計(jì)算”范式。
第二,電路層面:2019年我們提出一種全新的反饋電路,這是核心。可以在不顯著增加能耗與延時(shí)的前提下,將計(jì)算誤差由1%降低至千萬分之一量級,使模擬計(jì)算首次具備與FP32等同的數(shù)值可靠性。
第三,算法層面:引入了經(jīng)典的迭代優(yōu)化及“位切片”算法——將24位定點(diǎn)數(shù)拆分為8組3位并行或串行處理,再通過移位相加得到全精度結(jié)果,從而高效實(shí)現(xiàn)高精度矩陣乘法。
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