能效比提升超228倍 我国科学家研制出新型芯片
创始人
2026-01-23 11:41:07
0

来源:科技日报

非负矩阵分解是挖掘高维数据潜在结构的核心技术,广泛应用于推荐系统、生物信息学、图像处理等多个领域。北京大学人工智能学院孙仲研究员团队瞄准这一技术,设计了一种模拟计算芯片,为大规模数据处理提供了全新高效方案。和当前先进数字芯片相比,计算速度可提升约12倍,能效比提升超过228倍,相关成果已于近日发表于《自然·通讯》。

孙仲1月22日告诉科技日报记者,非负矩阵分解是一种强大的“数据降维”技术。它能从巨量且庞杂的用户行为、图像像素等信息中,提炼出潜在的模式与特征,在图像分析、信息聚类、个性化推荐等领域具有广泛应用。但面对如今动辄百万级规模的数据集,传统数字硬件受计算复杂度和内存瓶颈限制,难以满足实时处理需求。

孙仲团队一直研究模拟计算。模拟计算直接利用物理定律实现并行运算,延时低、功耗低,在算力瓶颈背景下,具有先天优势。团队此次研制出了基于阻变存储器(RRAM)的非负矩阵分解模拟计算求解器,并创新性设计了一种可重构紧凑型广义逆电路,通过电导补偿原理,用最少的计算单元实现相同运算功能,对非负矩阵分解过程中最核心的计算步骤进行了优化,实现一步求解,极大优化了芯片的面积与能耗表现。

为验证芯片性能,研究团队搭建了测试平台,在典型场景中进行验证。在图像压缩任务中,和在全精度数字计算机上运行的结果相比,图片精度损失相差无几,还节省了一半的存储空间;在推荐系统应用中,其预测误差率和数字芯片计算结果高度相近。在MovieLens 100k数据集推荐系统训练任务中,与主流可编程数字硬件相比,该模拟计算器实现了212倍的速度提升和4.6万倍的能效提升;在网飞Netflix)规模数据集的推荐系统训练任务中,其计算速度较先进数字芯片提升约12倍,而能效比提升超过228倍。

“这项工作为非负矩阵分解这类约束优化问题的实时求解开辟了新路径,展现了模拟计算处理现实复杂数据的巨大潜力。”孙仲表示,该研究可为实时推荐系统、高清图像处理、基因数据分析等场景带来技术革新,助力人工智能应用向更高效、更低功耗方向发展。

相关内容

股票行情快报:明阳电路(3...
证券之星消息,截至2026年3月4日收盘,明阳电路(300739)...
2026-03-04 21:19:40
股票行情快报:联合光电(3...
证券之星消息,截至2026年3月4日收盘,联合光电(300691)...
2026-03-04 21:19:32
亨通光电:控股股东亨通集团...
每经AI快讯,亨通光电(SH 600487,收盘价:48.38元)...
2026-03-04 21:19:19
全国人大代表林至颖建议内地...
十四届全国人大四次会议将于2026年3月5日在北京召开。港区全国人...
2026-03-04 21:19:04
福建欧中电子有限公司申请复...
国家知识产权局信息显示,福建欧中电子有限公司申请一项名为“一种复合...
2026-03-04 21:19:02
对标苹果三星!小米官宣自研...
小米正加速向高端技术领域迈进,在芯片自研与AI布局两条战线同步发力...
2026-03-04 20:42:39
东莞新科技术申请一种半导体...
国家知识产权局信息显示,东莞新科技术研究开发有限公司申请一项名为“...
2026-03-04 20:42:32
中山德华芯片技术申请柔性砷...
国家知识产权局信息显示,中山德华芯片技术有限公司申请一项名为“一种...
2026-03-04 20:41:56
南方电网科学研究院申请电压...
国家知识产权局信息显示,南方电网科学研究院有限责任公司;华北电力大...
2026-03-04 20:41:51

热门资讯

中山德华芯片技术申请柔性砷化镓... 国家知识产权局信息显示,中山德华芯片技术有限公司申请一项名为“一种柔性砷化镓太阳电池组件及其制备方法...
民爆光电:公司防爆灯有销往中东... 人民财讯3月4日电,民爆光电3月4日在互动平台表示,公司防爆灯有销往中东地区(不包括伊朗),但营收占...
上海交通大学申请自同步电压源双... 国家知识产权局信息显示,上海交通大学;上海中绿新能源科技有限公司申请一项名为“自同步电压源双馈风电机...
全球变局中的文化芯片:用AI守... 当美国经济总量占比从40%滑落至26%,全球南方国家经济总量却突破40%的临界点时(来源:傅小强,2...
昆山国显光电申请显示面板及其制... 国家知识产权局信息显示,昆山国显光电有限公司申请一项名为“显示面板及其制备方法和显示装置”的专利,公...
争妍微电子申请一种碳化硅MOS... 国家知识产权局信息显示,深圳争妍微电子有限公司申请一项名为“一种碳化硅MOS栅极驱动电路”的专利,公...
翱捷科技:公司第一颗5G智能S... 有投资者在互动平台向翱捷科技提问:公司第一代5G手机通信芯片研发进展到什么阶段?预计什么时候开始规模...
存储芯片股,强势反弹 【导读】电网设备板块强势拉升,存储芯片、农业逆市上涨;油气板块回调 中国基金报记者 张舟 大家好!今...
康斯特:传感器项目核心是实现高... 证券之星消息,康斯特(300445)03月04日在投资者关系平台上答复投资者关心的问题。 投资者提问...
芯璨科技申请电容检测和电磁检测... 国家知识产权局信息显示,合肥市芯璨科技有限公司申请一项名为“一种电容检测和电磁检测装置”的专利,公开...