近日,北京大學楊玉超教授團隊聯合中科院科研團隊取得重磅科研突破,成功研發出全球首款憶阻器神經動力學晶片,相關研究成果正式刊發於國際頂級期刊《科學》,填補了類腦神經計算領域的技術空白。
長期以來,傳統電腦沿用儲存、運算單元分離的架構,處理神經動力學計算時需要頻繁搬運數據,存在速度慢、功耗高的短板,半個世紀以來始終無法實現高精度實時運算,成為腦科學研究的核心技術瓶頸。

此次研發團隊創新突破傳統架構局限,依託相變憶阻器的電導變化特性實現存算一體融合,省去冗餘的數據傳輸流程,從底層攻克了行業長期技術難題。該晶片採用40納米工藝打造,核心計算陣列面積僅0.28平方毫米,單次運算耗時低至2.12毫秒,成功將神經動力學計算帶入毫秒級實時處理階段。

實測數據展現出碾壓級性能優勢:對比傳統專用加速晶片,運算速度最高提升36倍,功耗大幅壓縮至原有1/24;在大腦皮層重建場景中,相較英偉達A100 GPU提速50至478倍。晶片輸出的腦部三維模型畫質平滑精準,無褶皺、無失真,完全滿足高端醫療高精度建模標準。

該晶片落地應用場景廣闊,可賦能腦機接口信號解析、神經外科手術導航,同時助力阿爾茨海默病、帕金森病等腦部疾病的早期篩查診斷。此次獲國家級項目支持的科研成果,不僅為後摩爾時代高能效晶片研發提供全新方案,也築牢了我國腦科學與類腦硬體領域的核心技術根基。






