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北京大學(xué)電子學(xué)院碳基電子學(xué)研究中心彭練矛-張志勇團(tuán)隊(duì)，在下一代芯片技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，成功研發(fā)出世界首個(gè)基于碳納米管的張量處理器芯片（TPU）。 該芯片由 3000 個(gè)碳納米管場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成，能夠高效執(zhí)行卷積運(yùn)算和矩陣乘法。該芯片采用了新型器件工藝和脈動(dòng)陣列架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)并行的 2 位整數(shù)乘積累加運(yùn)算。實(shí)驗(yàn)表明，基于該 TPU 的五層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以在功耗僅為 295μW 的情況下，實(shí)現(xiàn)高達(dá) 88% 的 MNIST 圖像識(shí)別準(zhǔn)確率。 研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化碳納米管制造工藝，獲得了純度高達(dá) 99.9999% 的半導(dǎo)體材料和超潔凈表面，從而制造出具有高電流密度和均勻性的晶體管。模擬結(jié)果顯示，采用 180 納米工藝節(jié)點(diǎn)的 8 位碳納米管 TPU 有望達(dá)到 850MHz 的主頻和每瓦 1 萬(wàn)億次運(yùn)算的能效水平。 這一成果標(biāo)志著碳納米管技術(shù)在芯片領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，有望滿足人工智能時(shí)代對(duì)高性能、高能效芯片的需求。 相關(guān)研究成果 7 月 22 日已發(fā)表于《自然・電子學(xué)》。北京大學(xué)電子學(xué)院碳基電子學(xué)研究中心的司佳助理研究員為該論文的第一作者，彭練矛院士和張志勇教授為通訊作者，北京郵電大學(xué)張盼盼特聘研究員為共同第一作者。 |
