随着人工智能（AI）技术的不断进步，韩国浦项科技大学（POSTECH）的研究团队近日发现了一种新方法，可以大幅提升AI技术的计算速度和能效。教授金世永（Seyoung Kim）和半导体工程与材料科学系的博士后研究员郭炫桢（Hyunjeong Kwak），与IBM T.J.沃森研究中心的贡旺博士（Oki Gunawan）合作，首次揭示了电化学随机存取存储器（ECRAM）的内部运作机制。该研究发表在《自然通讯》杂志上，为未来AI技术的商业化铺平了道路。 现有计算系统中，数据存储和处理单元是分开的，导致大量时间和能量消耗在不同单元之间的数据传输上。为解决这一问题，研究人员提出了“内存计算”概念，即将计算过程直接在内存中完成，减少了数据移动，从而实现了更加快速和高效的运算。ECRAM作为实现这一概念的关键技术之一，通过离子移动来存储和处理信息，能够在类似模拟的方式下连续存储数据。然而，其复杂的结构和高阻抗氧化物材料使得理解和优化变得非常困难，这极大地阻碍了ECRAM的商业化进程。 为克服这些障碍，研究团队开发了一种多端子结构的ECRAM设备，使用钨氧化物材料，并应用了并行偶极线霍尔系统。这种方法使研究人员能够从超低温（-223°C，即50K）到室温（300K）范围内观测设备内部的电子动态。实验结果显示，ECRAM内部的氧空位会形成浅的供体状态（约0.1电子伏特），这些状态为电子提供了自由迁移的“快捷路径”。研究小组发现，这种机制不仅提高了电子的迁移率，而且在极端低温条件下仍然保持稳定，展示了ECRAM设备的鲁棒性和可靠性。 这项研究成果的意义在于，它首次通过实验澄清了ECRAM在不同温度下的开关机制，为未来的AI计算系统设计提供了重要的理论基础。内存计算的应用将大幅减少数据传输的瓶颈，提高AI算法的运行效率，同时也将延长诸如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等设备的电池寿命。金世永教授表示：“这一研究不仅澄清了ECRAM的工作原理，还为该技术的商业化带来了曙光。” 此外，业内人士认为，POSTECH的这项研究具有里程碑意义，有望推动AI计算硬件的发展。POSTECH是韩国顶级的理工科大学之一，拥有强大的科研能力和广泛的国际合作网络，此次研究的成功再次证明了其在先进计算技术领域的领先地位。