Искусственный интеллект на стероидах: процессор на углеродных нанотрубках

Представьте себе суперкомпьютер, который не только умнее, но и гораздо более энергосберегающий, чем предшественники. Ученые из Пекинского университета создали революционный процессор на основе углеродных нанотрубок, который может изменить правила игры в мире искусственного интеллекта.

Tensor Processing Unit (TPU) — специальный чип для ускорения операций, связанных с машинным обучением. Однако традиционные TPU, работающие на базе кремниевых транзисторов, потребляют много энергии. В свете продолжающейся революции ИИ, от ChatGPT до Sora, такие издержки становятся немалой проблемой.

Команда китайских исследователей под руководством Жийонга Чжана шагнула далеко вперед, разработав первый в мире TPU на основе углеродных нанотрубок. Этот новый чип существенно эффективнее своих кремниевых аналогов и представлен в статье в Nature Electronics.

Жийонг Чжан поясняет: "Мы вдохновились быстрым развитием ИИ и TPU от Google. Традиционная кремниевая полупроводниковая технология уже не справляется с обработкой огромных объемов данных. Мы нашли решение в углеродных нанотрубках".

В основе нового чипа — систолическая архитектура. Представьте сеть процессоров, которая ритмично обрабатывает данные, подобно тому, как кровь течет по сосудам. Новая архитектура на углеродных нанотрубках позволяет чипу обрабатывать данные особым способом, значительно уменьшая энергозатраты.

Чип состоит из 3,000 транзисторов на основе углеродных нанотрубок, образующих 3x3 процессорных единиц (PEs). Эти единицы работают параллельно, выполняя сложные операции, такие как умножение матриц и свертка.

Такая архитектура снижает количество операций чтения и записи в компоненты статической оперативной памяти (SRAM), что экономит энергию. "Каждая процессорная единица получает данные от своих "соседей" (сверху и слева), независимо рассчитывает частичный результат и передает данные дальше (вправо и вниз)", объясняет Чжан.

Эта технология обещает ускорить операции свертки в нейронных сетях, делая расчеты быстрее и более энергоэффективными. Углеродные нанотрубки позволяют уйти от традиционных кремниевых камней, открывая путь для создания высокопроизводительных интегральных схем нового поколения.

Источник:
DOI: 10.1038/s41928-024-01211-2

=======================
Поддержите наш проект: подпишитесь на канал, поставьте ваши реакции или напишите комментарий, а также подписывайтесь на страницы нашего проекта на YouTube, VK и на сервисе поддержки авторов Бусти. Заранее спасибо!