在本周于旧金山举行的ISSCC上,国立台湾大学发布了一种定制处理器,用于处理数以亿计的短DNA片段,用来分析基因序列时的大量数据。
ISSCC 2.4基因组处理器
生物检测工作流程包括四个步骤:短读映射、单倍型调用、变体调用和基因分型,团队着手为所有四个步骤设计处理器。
结果是,在单个16.14mm2 28nm管芯上有四个专用硬件加速器,运行频率为400MHz,功耗为2.73W(900mV)。
在已知数据集上进行标记,芯片平均在28.2分钟内达到99.79%的精度和99.03%的“灵敏度”。
在具有64个AMD CPU核、512Gb DRAM和FPGA加速器的服务器上,同样的任务得分相似:98.54–99.79%的精度和98.14–98.75%的灵敏度,但耗时从至少90分钟到最多28小时。这意味着该IC的速度快了3倍至59倍,其创建者计算出功耗至少提高了935倍,有时甚至提高了5000倍。
芯片上有大量工作要做——例如,最后一步需要硬件支持预训练的对隐马尔可夫模型和维特比算法,以对可能的基因型进行质量评分。
国立台湾大学与GeneASIC技术、台湾半导体研究所和国立阳明交通大学合作。
韩国研究机构KAIST揭示了一种手机3D数据的实时创建用处理器。
它使用深度神经网络实现“神经辐射场”(NeRF),通过训练DNN从照片中记忆3D场景几何结构来创建3D模型。
研究人员表示:“先前的工作使用了传统的计算机图形算法,如光线追踪或SLAM,用于相同的目的。使用NeRF,生成的模型可以在元宇宙上显示超现实的3D内容,其质量优于或等同于通过复杂光线追踪渲染的3D图像。
该技术还允许通过传输小于1MB的数据来共享3D模型。
然而,这是一项非常重数学的技术,对GPU或TPU提出了很高的要求。
通过结合数据优化技术和定制设计具有5000个FP8-FP16可配置MAC和2Mbyte SRAM(现在称为MetaVRain)的28nm CMOS IC,在50MHz下实现了135mW的32.8帧/秒的实时3D渲染,在100MHz下实现310mW的61.9帧/秒。KAIST表示:“与现代GPU或TPU相比,这至少降低了99.95%的功率。”。“MetaVRain的测量结果表明,与GPU相比,渲染速度提高了911倍,能耗降低了26400倍。”899mW的最大性能为118帧/秒。
它补充道:“MetaVRain不仅实现了实时3D渲染,还实现了超逼真的3D模型编辑,其质量与基于光线跟踪的渲染相同,从而在移动设备上实现了元宇宙。”。
ISSCC 2023论文2.4用于下一代测序的完全集成的端到端基因组分析加速器
ISSCC 2023论文2.7 MetaVRain:用于移动设备上Metaverse的133mW实时超现实3D NeRF处理器,带有1D-2D混合神经引擎