北大芯片突破！算力達 GPU 千倍

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2025 年 10 月 13 日，北京大學人工智能研究院一支研究團隊及合作者，於國際頂級學術期刊 Nature Electronics 發表一項重大突破。該團隊成功研發出基於阻變存儲器的高精度、可擴展模擬矩陣計算芯片，首次將模擬計算精度提升至 24 位定點，媲美數字計算。

此芯片在處理大規模多輸入多輸出（MIMO）信號檢測等任務時，於相同精度下，吞吐量可比最先進 GPU 高 1000 倍，能效亦提升 100 倍。這項成果克服了模擬計算長期面臨的「世紀難題」，為未來 AI 與 6G 通信領域的算力挑戰，開闢全新路徑，標誌著在後摩爾時代計算範式變革中取得關鍵進展。

模擬計算瓶頸與北大方案

傳統數字計算面臨「記憶牆」挑戰。模擬計算雖具高并行、低延時及低功耗優勢，卻因精度不足和擴展性差而受限，兼顧高精度與可擴展性成「世紀難題」。北京大學團隊提出基於阻變存儲器陣列的全模擬矩陣方程求解器。該方案結合迭代算法，透過模擬低精度矩陣求逆（LP-INV）與模擬高精度矩陣向量乘法（HP-MVM）運算，並利用分塊矩陣算法，成功實現 24 位定點精度。

卓越性能與應用潛力

研究顯示，該芯片在求解 32×32 矩陣求逆時算力超越高端 GPU 單核。問題規模擴大至 128×128，計算吞吐量更達頂級數字處理器 1000 倍以上，能效比提升逾 100 倍。此技術可應用於 6G 通信 MIMO 系統檢測，加速 AI 大模型訓練，並支持邊緣計算終端設備的 AI 訓推一體運行。

開創算力新時代

專家認為，此項突破意義深遠，有望重塑算力格局。它證明模擬計算能以極高效率與精度解決現代核心計算問題，為算力提升探索潛力巨大之路，或將打破數字計算壟斷，開啟綠色高效的算力新時代。

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最後更新：2025-10-19
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