清华大学研发的柔性AI芯片FLEXI,解决了现有硬件能效低、可靠性差的难题。它采用存内计算技术,实现了高性能与高耐久性的结合,为可穿戴医疗、柔性机器人等领域带来了“感算一体”的新可能,是边缘智能发展的重要一步。
智能速览
芯片名为FLEXI,采用柔性LTPS-TFT工艺制造。
采用存内计算架构,能效显著提升,能量延迟积降低87.8%至99.1%。
耐弯折性能出众,可承受超过4万次弯折且性能无退化。
在1kb容量下,实现了高达99.2%的心律失常检测准确率。
工作频率达12.5 MHz,功耗低至2.52 mW,支持宽电压工作。
精华内容
FLEXI芯片如何实现柔性、高速与低功耗的兼得?其背后是一套从工艺到算法的跨层级协同优化策略,解决了柔性电子的核心痛点。
感算一体架构
FLEXI摒弃了传统计算频繁搬运数据的模式,采用数字存内计算(CIM)架构。神经网络权重被一次性部署在6T-SRAM存储单元阵列中,推理时直接在存储内完成向量-矩阵乘法。这种“感算一体”的设计极大地降低了数据搬运带来的延迟与能耗,是实现高速、低功耗运算的核心基础。
三级协同优化
为克服柔性器件的非均匀性与低迁移率,研究团队实施了工艺-电路-算法三级协同优化。工艺上,通过等离子体处理等技术提升TFT性能;电路上,采用无需模数转换器的全数字结构;算法上,则结合量化感知训练与贝叶斯优化,开发了适用于小容量存储的轻量级神经网络,三者共同保障了芯片的稳定与高效。
性能与耐久性实测
FLEXI系列芯片展现出了卓越的综合性能。其中,FLEXI-1的工作频率高达12.5 MHz,功耗仅2.52 mW。在机械耐久性测试中,芯片历经超过4万次弯折后,时钟频率与功耗均未出现明显退化,证明了其在真实可穿戴场景下的可靠性与长寿命。
FLEXI芯片的成功研制,标志着柔性人工智能从传感向“感算一体”的范式转变。它为下一代可穿戴医疗设备、柔性机器人和脑机接口等前沿领域提供了强大的核心计算平台。未来,这样的技术将如何融入日常生活,开启人机交互的新篇章?