告別晶體管迎來憶容器，AI芯片可用電場而非電流執(zhí)行計(jì)算
運(yùn)行生成式人工智能(AI)系統(tǒng)不僅硬件成本高昂，而且會(huì)帶來驚人的能源消耗。據(jù)科技網(wǎng)站TechCrunch報(bào)道，總部位于德國的初創(chuàng)公司塞姆龍最新開發(fā)出一種創(chuàng)新的AI芯片設(shè)計(jì)方法，率先使用新的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制設(shè)備——憶容器為其3D芯片供電。這有可能徹底改變節(jié)能計(jì)算技術(shù)，使消費(fèi)電子設(shè)備更容易獲得先進(jìn)的AI功能。
不同于處理器中的晶體管，塞姆龍的芯片使用電場而不是電流。這些由傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料制成的憶容器可存儲(chǔ)能量并控制電場，不僅提高了能源效率，還降低了制造成本，使消費(fèi)電子產(chǎn)品更容易運(yùn)行先進(jìn)的AI模型。
塞姆龍芯片是一種多層組織結(jié)構(gòu)，核心原理是電荷屏蔽，通過屏蔽層控制頂部電極和底部電極之間的電場。屏蔽層由芯片內(nèi)存管理，可存儲(chǔ)AI模型的各種“權(quán)重”。權(quán)重本質(zhì)上就像模型中的旋鈕，在訓(xùn)練和處理數(shù)據(jù)時(shí)操縱和微調(diào)其性能。
電場方法最大限度地減少了電子在芯片中的運(yùn)動(dòng)，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(gè)芯片上放置數(shù)百層電容器，從而大大提高計(jì)算能力。
在《自然·電子學(xué)》雜志最近發(fā)表的一項(xiàng)研究中，塞姆龍芯片展示出顯著的能效提升，其實(shí)現(xiàn)了超過3500TOPS/W(每瓦每秒萬億次運(yùn)算)的卓越能效，超越現(xiàn)有技術(shù)35倍至300倍。這一指標(biāo)表明AI模型訓(xùn)練期間能源消耗將可大幅減少。
盡管還處于早期階段，但塞姆龍已吸引了著名風(fēng)投公司的關(guān)注，這或?qū)τ?jì)算資源的未來產(chǎn)生重大影響。
總編輯圈點(diǎn)
我們在使用電子設(shè)備時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)“充電焦慮”。這一方面與電池續(xù)航不足有關(guān);另一方面也與芯片的能耗較高有關(guān)。如今，普通硅基芯片在計(jì)算性能、能耗等方面遭遇摩爾定律“天花板”。隨著新一代電子產(chǎn)品及各種人工智能設(shè)備的不斷更新迭代，目前亟待研發(fā)出采用新材料、新設(shè)計(jì)方式的芯片，為消費(fèi)者提供計(jì)算性能更強(qiáng)大、同時(shí)更加節(jié)能的電子產(chǎn)品。
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