Investigadores de la Universidad de Pekín desarrollan la primera unidad de procesamiento tensorial del mundo basada en nanotubos de carbono

Los investigadores de la Universidad de Pekín han logrado una hazaña impresionante: han desarrollado la primera unidad de procesamiento tensorial (TPU) de la historia utilizando transistores de nanotubos de carbono. Se trata de un gran logro en la búsqueda de un hardware de IA que ahorre energía.

Su TPU, detallada en un artículo en Nature Electronics, está construida sobre una arquitectura de matriz sistólica que permite realizar operaciones paralelas de multiplicación-acumulación de enteros de 2 bits. Con unos 3.000 transistores de efecto de campo de nanotubos de carbono haciendo el trabajo pesado, el chip puede manejar tareas de convolución y multiplicación matricial sin engullir demasiada energía.

Hemos desarrollado con éxito el primer chip procesador tensorial (TPU) del mundo basado en nanotubos de carbono, nos inspiramos en el rápido desarrollo de las aplicaciones de IA así como en el TPU de Google.

El equipo ha afinado su proceso de fabricación para que los semiconductores tengan una pureza del 99,9999% con superficies superlimpias, lo que ha dado lugar a transistores con altas densidades de corriente de conexión y un rendimiento fiable. Realizaron algunas simulaciones a nivel de sistema y descubrieron que una TPU de 8 bits fabricada con estos transistores de nanotubos podía funcionar a 850MHz y ofrecer una eficiencia energética de 1 tera-operación por segundo por vatio, todo ello consumiendo menos energía.

Cuando montaron una red neuronal convolucional de cinco capas utilizando esta TPU, pudo alcanzar una precisión de hasta el 88% en el reconocimiento de imágenes MNIST mientras sólo necesitaba 295μW de energía. Eso es mucho mejor que lo que hemos visto del hardware de aceleración convolucional actual.

Sin duda, el uso práctico de esta TPU actual de 180 nm podría ser un poco limitado, pero los investigadores creen que su trabajo es un gran paso adelante hacia la creación de la próxima generación de hardware de IA energéticamente eficiente que se basa en la tecnología de nanotubos de carbono.