北京大学突破后摩尔时代计算瓶颈 新型融合架构让新器件支持傅里叶变换

在全球数字化加速推进的背景下,算力正成为科技发展的关键约束。傅里叶变换作为信号处理领域基础算法,广泛用于通信、医学成像等场景,但其计算量大,长期制约落地效率。另外,传统硅基芯片逐渐逼近物理极限,难以持续支撑不断增长的计算需求。 面对该挑战,北京大学陶耀宇研究员与杨玉超教授领衔的科研团队提出了新的路径。研究指出,后摩尔时代出现的忆阻器、光电器件等新型器件虽具备性能潜力,但受限于功能单一、兼容性不足等问题,产业化推进一直不顺。为此,团队提出“多物理域融合”设计理念,将易失性氧化钒器件与非易失性氧化钽/铪器件结合,搭建出可支持复杂运算的新型硬件系统。 这项研究聚焦并解决了三个关键点:一是利用不同器件的物理特性互补,实现协同工作;二是构建可适配多种计算模式的统一架构;三是在低功耗基础上提升运算效率。实验数据显示,在该架构下,傅里叶变换算力相比传统方案提升近4倍,能耗比优化超过60%。这一成果显示我国在新型计算架构探索上取得了重要进展。业内专家认为,该技术有望优先在智能传感、边缘计算等应用场景落地,并为6G通信、类脑计算等方向提供基础支撑。

从“实验室指标”走向“工程通用能力”,关键不只在于器件更快,更在于面向真实任务的系统架构创新。以傅里叶变换该基础算子作为切入点的探索,回应了后摩尔时代算力与能效的现实压力,也为新型计算技术走向应用提供了可参考的路径。下一步,如何在通用性、可靠性与产业化之间取得更好的平衡,将决定这类创新能走多远、走多稳。