北大:突破传统算力上限、摸索智能时代新基础

北京大学的科研团队给咱们搞了个计算架构的大突破,多物理域融合技术算是把后摩尔时代的算力瓶颈给攻破了。全球集成电路产业正处在深刻变革的关口。原本靠减小芯片尺寸来提升算力的路子,现在因为物理极限逼近,摩尔定律明显变慢,这让能耗跟算力增长之间的矛盾越来越大。在这种情况下,找个新路子去解决问题,早就成了国际上科技竞争的必争之地。早些年那种忆阻器或者光电器件的“后摩尔新器件”,虽然在有些特定任务里显得省电高效,可它们功能单一,能用的算子太少,实际应用起来挺难。怎么让一套硬件平台同时干好多种活?这就成了学术界跟产业界心里的一块大石头。 面对这个大难题,北京大学人工智能研究院和集成电路学院的队伍一起努力攻关,最后拿下了重大成果。他们把能调控频率的氧化钒器件和能存能算的氧化钽/铪器件给拼在了一起,做出了全新的硬件架构。这个技术最厉害的地方在于改了底层逻辑。以前是算法指挥电路干活,现在是直接利用器件本身的物理特性。通过导电行为和振荡机制造出频谱来直接做傅里叶变换,把复杂的计算变成了物理规律的自然变化过程。这种把算法、电路还有器件这三层给融合在一起的思想,彻底改变了硬件是怎么干活的。 实验结果显示,新系统能保证99.2%的计算精度不变,傅里叶变换的速度最快能达到504.3GS/s,比现在最牛的硅基芯片快了差不多4倍;能效比更是提升了96.98倍。而且它对存储空间和电路连接的依赖也小了很多,这为咱们搞那种小巧又省电的计算单元打下了基础。带队的教授说,这项成果不光是数字好看,更在于开了个“多物理域异构计算”的新路子。通过让电流、电压这些物理量各尽其用去干不同的活儿,咱们头一回在一个硬件平台上把所有的计算算子都给统一支持了,算是把后摩尔新器件应用的老问题给解决了。 往远处看,这个技术肯定会在好几个关键领域搞出动静。做智能制造的时候,那些要求实时又高精度的端侧计算特别费脑筋;搞机器人的时候,还得同时处理好多种信号才能做决策。以前那种老式架构往往没法在有限的电耗下去满足这么复杂的要求,而多物理域融合技术正好提供了新的解决方案。等这技术再成熟一点,物联网终端、边缘计算或者科学计算这些地方都能用得上。咱们在新一代计算技术里头也就有了领先的底气。 计算技术每变一次花样,科技跟产业格局都会跟着变。北大的这个研究成果不光是为了炫技,更是咱们科研工作者有活力的证明。这意味着咱们在突破传统算力上限、摸索智能时代新基础这件事上又往前走了一大步。面对现在这种全球竞争的态势,光埋头苦干肯定不行得持续做基础研究,还得把跨学科的力量拧成一股绳。只有这样才能在关键技术上实现从跟着跑变成领跑的跨越,给咱们国家高质量发展提供源源不断的动力。