基于內存計算技術的人工智能芯片問世
日期：2019-03-14 15:14:26 來(lai)源：凡帝朗
通過改變計算的(de)基本屬性，美國(guo)普(pu)林斯頓大(da)學研究人員日(ri)前打(da)造的(de)一款(kuan)專注于人工(gong)智能系統的(de)新型計算機芯片，可(ke)在(zai)極大(da)提高(gao)性能的(de)同(tong)時減少能耗(hao)需求。
該(gai)芯(xin)(xin)片基于內(nei)存計算技(ji)術，旨在克(ke)服處理器需要花(hua)費大量時間和(he)能量從內(nei)存中(zhong)獲取數據的(de)主要瓶頸，通過直接在內(nei)存中(zhong)執行計算，提高速(su)度和(he)效率。芯(xin)(xin)片采(cai)用了標準編程語(yu)言，在依賴高性能計算且電池(chi)壽命有限(xian)的(de)手(shou)機、手(shou)表或其(qi)他設備(bei)上特別有用。
研究人(ren)員表(biao)示，對(dui)于許(xu)多應(ying)用(yong)而言，芯片的節能(neng)與性能(neng)提升同樣重(zhong)要，因為許(xu)多人(ren)工智(zhi)能(neng)應(ying)用(yong)程序將在(zai)由(you)移動(dong)電話(hua)或可(ke)穿戴醫療傳感(gan)器等(deng)電池(chi)驅(qu)動(dong)的設備上運(yun)行(xing)。這也是對(dui)可(ke)編程性的需求所(suo)在(zai)。
經(jing)典(dian)計(ji)算機體系結構將處(chu)理(li)數(shu)(shu)據的中央處(chu)理(li)器與存(cun)儲數(shu)(shu)據的內存(cun)分離，很多計(ji)算機的能耗用于(yu)來回轉移數(shu)(shu)據。新芯片考慮在架構級別而不是晶體管級別來突破摩爾定(ding)律的局限。但創建這樣一個系統面臨的挑(tiao)戰(zhan)是，內存(cun)電路要設計(ji)得盡可能密集，以便打包大量數(shu)(shu)據。
研(yan)究(jiu)團隊使用電(dian)(dian)容器來解決(jue)上述(shu)問題，電(dian)(dian)容器可比晶體(ti)管在(zai)更密集的空(kong)間內(nei)進行(xing)計(ji)算(suan)(suan)(suan)，還可非(fei)常(chang)精確(que)地制(zhi)作在(zai)芯(xin)片(pian)上。新設計(ji)將(jiang)電(dian)(dian)容器與(yu)芯(xin)片(pian)上的靜態(tai)隨機存取(qu)存儲器（SRAM）的傳統(tong)單(dan)元(yuan)配(pei)對。電(dian)(dian)容器和SRAM的組(zu)合用于對模(mo)擬（非(fei)數字）域(yu)中(zhong)的數據進行(xing)計(ji)算(suan)(suan)(suan)。這(zhe)種內(nei)存電(dian)(dian)路可按照芯(xin)片(pian)中(zhong)央處理單(dan)元(yuan)的指令(ling)執行(xing)計(ji)算(suan)(suan)(suan)。
實(shi)驗室測試表明(ming)，該芯片(pian)(pian)的性(xing)能比同(tong)類(lei)芯片(pian)(pian)快幾十到幾百倍。研(yan)究人員稱，其已將(jiang)內存電路集成(cheng)到可(ke)編程處(chu)理器架構中。“如果以前的芯片(pian)(pian)是強(qiang)大的引擎，新芯片(pian)(pian)就是整車。”
普林斯頓大學研制的(de)新芯片主要用(yong)于支持(chi)為深度(du)學習推理算法設(she)計的(de)系統，這些算法允(yun)許計算機通過(guo)學習數據集(ji)來(lai)制定決(jue)策和執行(xing)復雜的(de)任務。深度(du)學習系統可指(zhi)導自動駕駛(shi)汽(qi)車、面部識別系統和醫療診斷(duan)軟件。