麻省理工学院科学家将废热转化为计算能力,准确率高达 99%

麻省理工学院的研究人员展示了一种令人惊讶的新计算方法——使用热量代替电力。在发表在《应用物理评论》上的一项概念验证研究中,该团队表明,微观硅结构可以通过引导内部已有的热量流动来进行数学计算,准确率超过 99%。麻省理工学院的科学家将废热转化为计算能力,准确率高达 99%,这一成果首先出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告

麻省理工学院的研究人员展示了一种令人惊讶的新计算方法——使用热量代替电力。

在《应用物理评论》上发表的一项概念验证研究中,该团队表明,微观硅结构可以通过引导电子设备内部已有的热量流动来进行数学计算,准确率超过 99%。

在大多数电子产品中,热量是一种不需要的副产品。

芯片在工作时会升温,工程师花费巨大的精力试图消除多余的热量,以防止损坏和浪费能源。麻省理工学院的研究人员颠覆了这个想法。

他们没有与热作斗争,而是问:如果热本身可以携带信息并做有用的工作呢?

他们的答案是一种新形式的“热计算”。在这种方法中,输入数据被编码为温度。

该系统不是通过电线发送电信号,而是让热量通过精心设计的硅片传播。

热量流动的方式(移动速度有多快以及集中在哪里)自然会进行计算。在结构的末端,结果被读出为固定温度边界下热功率的变化。

为了测试这个想法,该团队专注于矩阵向量乘法,这是机器学习系统(包括大型语言模型)使用的核心数学运算。

这些模型所做的几乎所有事情,从识别图像到生成文本,都依赖于重复的矩阵计算。通过模拟,研究人员表明他们的基于热的结构可以以令人印象深刻的精度执行这些操作。

每个计算元件都是一小块硅,大约有灰尘颗粒大小,里面布满了精心布置的孔隙。

形状太复杂,无法手工设计。相反,研究人员使用了一种称为逆向设计的技术。

该算法的工作原理是调整代表硅几何形状的像素网格。