北大彭练矛院士、张志勇教授团队，再发Nature Electronics！

主要观点总结

文章介绍了基于碳纳米管的张量处理单元（TPU）的研究进展。TPU采用脉动阵列架构，能够执行节能的卷积运算和矩阵乘法，具有高性能和能效。研究成果发表在《Nature Electronics》上。我国从2000年就开始碳基电子学的研究工作，经历了多年的发展，取得了显著的进展。CNT TPU的实现结合了设备开发与系统架构创新，展示了其在数据密集型应用中的潜力。

关键观点总结

关键观点1: 基于碳纳米管的TPU采用脉动阵列架构，能够执行节能的卷积运算和矩阵乘法。

这种架构允许并行2位整数乘法累加运算，具有高性能和能效。

关键观点2: TPU在图像处理和神经网络计算中具有广泛应用。

研究团队使用优化的纳米管制造工艺，提供了高纯度的半导体和超洁净表面，使晶体管具有高导通电流密度和均匀性。

关键观点3: 我国从2000年开始碳基电子学的研究工作，经历了多年的发展，取得了显著的进展。

研究成果展示了碳纳米管电子学的巨大潜力，为推进碳基集成电路的实用化和工业化奠定了基础。

文章预览

数据密集型计算任务的增长需要具有更高性能和能效的处理单元，但使用传统半导体技术越来越难以实现这些要求。 一种潜在的解决方案是将设备的开发与系统架构的创新结合起来。 在此， 北大 彭练矛院士 、 张志勇教授 报告了 一种基于3000个碳纳米管场效应晶体管的张量处理单元(TPU)，可以执行节能的卷积运算和矩阵乘法 。TPU采用脉动阵列架构构建，允许并行2位整数乘法累加运算。基于TPU的五层卷积神经网络 可以在295μW的功耗下执行MNIST图像识别，准确率高达88% 。他们使用优化的纳米管制造工艺，提供 99.9999%的半导体纯度和超洁净表面 ，从而使晶体管具有高导通电流密度和均匀性。通过系统级模拟，作者估计采用180 nm技术节点的纳米管晶体管制成的8位TPU可达到 850 MHz的主频率和每秒每瓦1万亿次操作的能效。 相关研究成果以题为“A carbon-nanot ………………………………