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告別晶體管迎來憶容器,AI芯片可用電場而非電流執行計算

2024-02-05辟謠

執行生成式人工智慧(AI)系統不僅硬體成本高昂,而且會帶來驚人的能源消耗。據科技網站TechCrunch最新報道,總部位於德國的初創公司塞姆龍最新開發出一種創新的AI芯片設計方法,率先使用新的神經網路控制裝置——憶容器為其3D芯片供電。這有可能徹底改變節能計算技術,使消費電子裝置更容易獲得先進的AI功能。

不同於處理器中的晶體管,塞姆龍的芯片使用電場而不是電流。這些由傳統半導體材料制成的憶容器可儲存能量並控制電場,不僅提高了能源效率,還降低了制造成本,使消費電子產品更容易執行先進的AI模型。

塞姆龍芯片是一種多層組織結構,核心原理是電荷遮蔽,透過遮蔽層控制頂部電極和底部電極之間的電場。遮蔽層由芯片記憶體管理,可儲存AI模型的各種「權重」。權重本質上就像模型中的旋鈕,在訓練和處理數據時操縱和微調其效能。

電場方法最大限度地減少了電子在芯片中的運動,減少了能源使用和熱量。塞姆龍旨在利用電場的降溫特性,在單個芯片上放置數百層電容器,從而大大提高計算能力。

在【自然·電子學】雜誌最近發表的一項研究中,塞姆龍芯片展示出顯著的能效提升,其實作了超過3500TOPS/W(每瓦每秒萬億次運算)的卓越能效,超越現有技術35倍至300倍。這一指標表明AI模型訓練期間能源消耗將可大幅減少。

盡管還處於早期階段,但塞姆龍已吸引了著名風投公司的關註,這或對計算資源的未來產生重大影響。

我們在使用電子裝置時經常出現「充電焦慮」。這一方面與電池續航不足有關;另一方面也與芯片的能耗較高有關。如今,普通矽基芯片在計算效能、能耗等方面遭遇莫耳定律「天花板」。隨著新一代電子產品及各種人工智慧裝置的不斷更新叠代,目前亟待研發出采用新材料、新設計方式的芯片,為消費者提供計算效能更強大、同時更加節能的電子產品。

來源:科技日報

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