我科学家创出全新计算架构提升算力

近日，北京大学科研团队创出一种全新计算架构，在国际上首次实现后摩尔新器件异质集成的多物理域融合傅里叶变换，使算力提升近4倍。相关成果发表于《自然∙电子学》。

当前，具身智能、脑机接口等新型计算场景对大吞吐、高精度、高并发、多种异构计算的要求越来越高，传统硅基器件面临“微缩、功耗、存储”三大瓶颈。以忆阻器、光电器件为代表的后摩尔新器件被视为突破算力与能效困局的最大希望，但由于其支持算子种类单一，一直无法适配实际应用中多样化的计算方式需求。在此背景下，科研团队针对面向实际应用落地的后摩尔新器件算子谱系的拓展进行长期攻坚。

论文共同第一作者兼通讯作者、北京大学人工智能研究院研究员陶耀宇介绍，傅里叶变换的核心功能是将复杂的信号（声音、图像、时间序列）转换为频率，这种能力被广泛应用于特征提取、降噪、压缩以及计算优化等方面，是人工智能时代海量实际应用场景中使用最广泛的算子之一。“新技术架构实现了高达99.2%的傅里叶变换精度，实验与仿真结果显示，其吞吐率相比目前最快的硅基芯片提升近4倍，能效提升达96.98倍，同时显著降低了存储与互连资源的消耗。”陶耀宇说。

该成果落地应用有望解决当前众多前沿领域的低延迟、低功耗信号处理与计算需求，让我国在新一代计算架构上实现超越。