可控存内计算芯片面世,0.43秒完成大脑皮层建模
近日,北京大学杨玉超教授团队联合中科院上海微系统所宋志棠研究员团队,成功研发出全球首款基于可控存内计算的相变存储器神经动力学芯片。相关论文已发表于《科学》。 传统芯片在处理大脑皮层表面重建等复杂任务时,常受限于数据搬运引发的高延时与高能耗。该团队创新利用相变存储器的可控电阻漂移特性实现动态步长调节,将乘加运算直接嵌入存储阵列,彻底打破存储墙瓶颈。芯片采用四十纳米制程,单次神经动力学迭代仅需2.12毫秒,较此前最快同类方案提速36倍,功耗仅为后者的四分之一。 实测显示,该芯片完成大脑皮层及灰质表面三维重建仅耗时0.43秒,平均误差低于千分之一毫米且网格完整无拓扑缺陷,速度较主流图形处理器快近500倍。借助碳掺杂材料改性与时序交错调度机制,芯片在0至70摄氏度宽温区下保持稳定,擦写寿命达10的10次方次。此项突破验证了存算一体架构的工程可行性,将相变材料的物理特性转化为计算优势,为医学影像重建、自动驾驶环境建模及虚拟现实渲染等高精度实时计算场景提供了全新硬件范式。
