首款神经动力学芯片问世有助于脑机接口等技术发展

2026-07-17 07:27:59 分类：知识 阅读(9)

IT之家 7 月 4 日讯—— 北京大学集成电路学院官方公众号于 7 月 3 日重磅发布消息：该校团队成功研制出全球首款基于可控存内计算的首款神经世有术忆阻器神经动力学芯片。这一突破性进展首次将神经动力学系统的动力等技单步运算时延压缩至 2.12 毫秒，标志着神经动力学硬件正式迈入毫秒级时代。学芯

顶尖团队联合攻关，片问成果登顶《科学》

该项目由北京大学杨玉超教授领衔，助于展与中国科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠研究员团队深度合作推进。脑机相关研究成果已于 7 月 3 日在国际顶级学术期刊《科学》（Science）上发表，接口展示了中国在神经形态计算领域的首款神经世有术原始创新能力。

性能飞跃：较先进 GPU 提速最高达 478 倍

传统神经动力学系统因计算复杂度高，动力等技长期受制于实时性难题。学芯该研究通过创新架构，片问实现了以下关键突破：

• 极速运算：将复杂运算的助于展单步时延大幅压缩至 2.12 毫秒。
• 显著加速：在脑皮层重建等典型任务中，脑机其性能较目前最先进的接口图形处理器（GPU）提升 50 至 478 倍。
• 历史突破：一举打破了制约神经动力学领域长达半个世纪的首款神经世有术实时计算瓶颈，为脑机接口、类脑智能等前沿技术提供了强有力的硬件支撑。

极致集成：40nm 工艺打造微型化芯片

该芯片采用先进的 40 纳米工艺制造，展现了极高的集成度与能效比：

• 核心面积：存内计算单元与步长漂移阵列的总面积仅为 0.28 平方毫米。
• 外围配套：芯片集成了编程脉冲生成电路、模数转换器（ADC）等关键外围电路，确保系统完整运行。

技术细节：50MHz 频率下的毫秒级迭代

在性能指标方面，该芯片表现卓越：

• 运行频率：达到 50 MHz。
• 流水线优化：单步积分仅需 9 级流水线。
• 最终成果：实现了神经动力学单次迭代计算时延 2.12 毫秒，首次将神经动力学硬件系统的运行时间推进到毫秒级时代。

这一成果不仅验证了相变型忆阻器在神经动力学应用中的巨大潜力，也为未来实时大脑皮层表面重建、三维流形网格生成等复杂任务提供了全新的解决方案。