Команда из Пекинского университета и Китайской академии наук разработала 40-нм чип, предназначенный для моделирования структуры головного мозга в режиме реального времени. Главная особенность новинки — архитектура вычислений в памяти (Computing-in-Memory), при которой хранение данных и вычисления происходят непосредственно в одном массиве памяти. Это позволяет существенно сократить задержки и ускорить обработку информации.
По данным исследователей, специализированный процессор способен реконструировать сложную складчатую поверхность коры мозга менее чем за 0,5 секунды. В зависимости от сценария производительность системы оказалась в 50–478 раз выше по сравнению с вычислениями на графическом ускорителе Nvidia A100.
Инженеры также нашли необычное применение мемристорам с фазовым переходом. Обычно изменение их проводимости считается недостатком, однако разработчики использовали этот эффект для выполнения динамических вычислений внутри встроенной нейронной сети. Благодаря этому удалось повысить скорость обработки данных без заметного увеличения энергопотребления.
По словам руководителя проекта Яна Ючао, технология может найти применение при создании интерфейсов «мозг–компьютер», в ранней диагностике болезни Альцгеймера, системах нейрохирургической навигации и персонализированной медицине. Высокая скорость обработки позволяет выполнять сложную реконструкцию мозга практически в реальном времени, что особенно важно для клинической практики.
Авторы исследования считают, что разработка может использоваться не только в медицине. Подобная архитектура подходит для робототехники и других систем искусственного интеллекта, где критически важны минимальные задержки при обработке больших объемов данных.
