中国团队研发新型模拟芯片，算力能效大幅提升

近日，北京大学人工智能研究院孙仲研究员团队联合集成电路学院科研团队，成功研制出基于阻变存储器的高精度、可扩展模拟矩阵计算芯片。该成果已在国际权威期刊《自然·电子学》发表，引发业界广泛关注。
与传统数字计算依赖0和1进行信息处理不同，模拟计算利用连续变化的物理量实现运算，具备天然的并行性，具有低延迟、低功耗的优势。然而，长期以来，模拟计算受限于精度不足和难以扩展，始终未能在主流计算场景中广泛应用，被视为困扰全球科学界的“百年难题”。
此次突破的关键在于，研究团队通过器件、电路与算法的协同创新，首次实现了24位定点精度的全模拟矩阵方程求解。他们采用迭代算法，结合低精度矩阵求逆与高精度矩阵-向量乘法，并引入“位切片”技术进行误差修正，显著提升了计算精度。实验显示，在求解16×16矩阵逆运算时，相对误差可控制在10⁻⁷量级，精度媲美数字计算。
在性能方面，该芯片展现出惊人潜力。当处理128×128规模的矩阵问题时，其计算吞吐量较当前顶级数字处理器提升超1000倍，能效提升逾100倍。这意味着原本需要高端GPU运行一整天的任务，该芯片仅需一分钟即可完成。
团队已将该芯片应用于大规模MIMO信号检测等实际场景，仅通过三次迭代即可实现高质量信号恢复，误码率与32位数字计算相当，展现出在通信、人工智能等领域的巨大应用前景。
研究人员认为，这一成果为突破传统算力瓶颈提供了全新路径，有望推动高能效数据中心、边缘计算和AI加速等领域的技术革新，助力构建绿色、高效的下一代计算体系。