Trung Quốc ra mắt chip thần kinh học memristor đầu tiên thế giới với khả năng tính toán tại bộ nhớ

Nội dung dịch chi tiết

Học viện Mạch tích hợp thuộc Đại học Bắc Kinh đã chính thức công bố việc phát triển thành công chip mô phỏng thần kinh dựa trên memristor (linh kiện điện tử có khả năng ghi nhớ trạng thái) sử dụng công nghệ tính toán tại bộ nhớ có thể kiểm soát. Thành tựu này đánh dấu lần đầu tiên độ trễ tính toán đơn bước của hệ thống mô phỏng thần kinh được rút ngắn xuống còn 2,12 mili giây.

Dự án được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu của Giáo sư Dương Ngọc Siêu (Đại học Bắc Kinh) phối hợp cùng nhóm của nhà nghiên cứu Tống Chí Đường từ Viện Vi hệ thống và Công nghệ thông tin Thượng Hải (Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc). Kết quả nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí khoa học uy tín Science vào ngày 3 tháng 7.

Theo báo cáo, công nghệ mới này đã phá vỡ nút thắt cổ chai về tính toán thời gian thực vốn tồn tại suốt nửa thế kỷ qua trong lĩnh vực mô phỏng thần kinh. Trong các tác vụ như tái tạo vỏ não, chip này đạt tốc độ xử lý nhanh gấp 50 đến 478 lần so với các bộ xử lý đồ họa (GPU) tiên tiến nhất hiện nay.

Chip được sản xuất trên tiến trình 40nm, với tổng diện tích của bộ phận tính toán tại bộ nhớ và mảng trôi bước chỉ chiếm 0,28 mm2. Ngoài ra, chip còn được tích hợp các mạch ngoại vi như mạch tạo xung lập trình và bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số (ADC).

Với tần số hoạt động 50 MHz và cấu trúc đường ống (pipeline) 9 tầng cho mỗi bước tích phân, chip đã đạt được độ trễ tính toán lặp lại đơn lẻ là 2,12 mili giây. Đây là cột mốc quan trọng, đưa hệ thống phần cứng mô phỏng thần kinh bước vào kỷ nguyên tính toán ở cấp độ mili giây.