北京大学研究人员开发出世界上首个基于碳纳米管的张量处理单元

北京大学的研究人员完成了一项令人印象深刻的壮举--他们首次使用碳纳米管晶体管开发出了张量处理单元（TPU）。这在追求节能型人工智能硬件方面意义重大。

在《自然-电子学》（Nature Electronics）杂志的一篇论文中详细介绍了他们的张量处理单元（TPU）。自然-电子学》（Nature Electronics）杂志上的一篇论文中详细介绍了他们的 TPU，该 TPU 建立在一个可进行并行 2 位整数乘积运算的系统阵列架构上。该芯片由大约3000个碳纳米管场效应晶体管承担重任，可以处理卷积和矩阵乘法任务，而不会消耗过多能量。

我们成功开发出世界上首个基于碳纳米管的张量处理器芯片（TPU），我们的灵感来自于人工智能应用的快速发展以及谷歌的 TPU。

团队对制造工艺进行了微调，使半导体纯度达到 99.9999%，表面超洁净，从而生产出导通电流密度高、性能可靠的晶体管。他们进行了一些系统级模拟，发现使用这些纳米管晶体管制造的 8 位 TPU 可以以 850MHz 的频率运行，能效达到每瓦每秒 1 太赫兹，同时能耗更低。

当他们使用这种 TPU 组建一个五层卷积神经网络时，它识别 MNIST 图像的准确率高达 88%，而所需功耗仅为 295μW。这比我们目前看到的卷积加速硬件要好得多。

当然，目前这种 180nm 级 TPU 的实际用途可能有点有限，但研究人员认为，他们的工作是创造下一代高能效 AI 硬件的一大飞跃，这种硬件依赖于碳纳米管技术。