清华大学任天令团队把柔性存算芯片给做出来了

中国科学报记者陈彬报道,清华大学任天令团队把柔性存算芯片给做出来了。这款叫FLEXI的芯片,专门拿来加速边缘智能,别看它又薄又轻,成本还低,在能效这块儿却很厉害。文章刚登在《自然》杂志上。FLEXI一共弄了三个型号:FLEXI-1(存1 kb)、FLEXI-4(存4 kb)和FLEXI-32(存32 kb)。它们最大的能耐是能把大概26.5万个晶体管塞进去。 为了让运算既稳又快还能并行跑,研究团队用了一个叫跨层级协同优化(CLCO)的策略。哪怕工艺波动或者材料被弯折变形,FLEXI都能把精度、面积效率和能耗这些指标稳住。它用的是模块化存算一体架构,特别适合神经网络里那种单指令多数据的活儿。 为了节省神经网络反复写权重时花的电和时间,团队给不同容量的芯片都量身定做了一组轻量级神经网络模型。这些模型能在芯片里一次部署到位,还能处理各种类型的数据。就算是最小的FLEXI-1,跑起来也很稳。 测试发现,FLEXI用的是6T-SRAM单元。它输出电压接近轨对轨,电压增益大概有80,能可靠地存下双稳态数据。电源电压在2.5到5.5伏之间都能干活儿。更厉害的是,在半径1毫米的地方弯成180度并折过来,能挺过4万次弯折还不咋掉链子。 实验团队还用它来测人体活动状态。他们找了10个人坐、走、跑、骑车时的心率、呼吸、体温和皮肤水分数据。把这些信号预处理后做成了轻量级的四通道卷积神经网络,直接在FLEXI-1芯片上部署好了。经过量化感知训练后,在测试集上的分类准确率达到了97.4%。