8月5日消息,香港大學研究團隊成功研製出一款原子級厚度的“模擬存內搜尋”晶片,在處理特定計算任務時,速度比標準CPU快約1億倍。
該晶片採用極簡架構,可直接在資料儲存位置完成複雜搜尋,從根本上繞開了傳統電腦的“馮·諾依曼瓶頸”。
晶片技術原理與優勢
傳統晶片需要在記憶體和處理器之間來回搬運資料,耗時耗電。港大團隊利用二維MoS2(二硫化鉬)快閃記憶體,研發出新型模擬內容定址儲存器。CAM(內容定址儲存器)可在單個步驟中將輸入資料與所有儲存資料同時比對,實現瞬間完成搜尋並返回結果。
值得一提的是,傳統基於靜態隨機存取儲存器的CAM單元需要多達16個電晶體,港大團隊僅用2個電晶體即可建構一個單元,大幅縮小晶片面積。
同時,為克服二維材料連接電路時的“肖特基勢壘”,港大團隊使用半金屬銻作為接觸電極,創造了極低電阻通道。
實測性能與應用前景
實測方面,該晶片延遲僅0.000000000036秒(36皮秒),光在真空中1皮秒僅能走0.3毫米,搜尋完成時光還沒跑完晶片本身。此外,單次搜尋能耗低於0.1飛焦耳(fJ),比傳統方案低上萬倍。
港大李燦教授表示,大語言模型的注意力機制本質上就是搜尋過程,該晶片有望用於智慧型手機臉部辨識等場景,資料直接在裝置端處理,無需上傳雲端。
目前,該項研究已在國際頂級學術期刊《自然·納米技術》(Nature Nanotechnology)上發表。(電子技術應用ChinaAET)
