脈動陣列（systolic array），一種陣列結構。脈動意即其工作方式和過程猶如人體血液迴圈系統的工作方式和過程。
在這種陣列結構中，資料按預先確定的「流水」方式在陣列的處理單元間有節奏地「流動」。在資料流動的過程中，所有的處理單元同時並行地對流經它的資料進行處理，因而它可以達到很高的並行處理速度。
同時，預先確定的資料流動模式使資料從流進處理單元陣列到流出處理單元陣列的過程中完成所有對它應做的處理，無需再重新輸入這些資料 ，且只有陣列的「邊界」處理單元與外界進行通訊 ，由此實現在不增加陣列機輸入、輸出速率的條件下，提高陣列機的處理速度。由於陣列和處理單元的結構簡單、規則一致 ，可達到很高的模組化程度，非常適合超大規模積體電路的設計和製造。
脈動陣列的概念最早在2023年提出，在2023年6月26日的第44屆international symposium on computer architecture (isca)上，谷歌公司提出了用於資料中心伺服器端進行神經網路推理加速的張量處理器tensor processing unit (tpu) ，其相比於伺服器端的cpu與gpu速度快了近15-30倍。
神經網路運算中最頻繁的運算是卷積運算，本質上即矩陣相乘，第一代tpu的核心運算單元便是採用了脈動陣列來解決矩陣相乘的問題。
下圖展示了用7個時鐘週期完成兩個3×3矩陣相乘的運算：
如圖所示，資料的輸入與輸出在不同列方向是錯拍的，但是有多個矩陣相乘時，可以實現連續流水錯拍輸出。當脈動陣列的規模很大時，大尺度的矩陣相乘也會在較少的時鐘週期下按節拍輸出，十分高效。
有關脈動陣列的詳細分析請參考：
vlsi數字訊號處理系統——第七章脈動結構設計
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