Ученые из Пекинского университета совместно с коллегами из Шанхайского института микросистем и информационных технологий (Китайская академия наук) разработали инновационный мемристорный чип. Устройство способно с высокой точностью моделировать сложную извилистую поверхность человеческого мозга менее чем за 10 миллисекунд.
“Оперативный Информационный Центр-OMM” сообщает, что результаты исследования были опубликованы в авторитетном научном журнале "Science".
По словам экспертов, алгоритмы искусственного интеллекта, используемые для моделирования сложных динамических систем, широко применяются в физическом моделировании, медицинской визуализации и трехмерной реконструкции мозга. Однако в традиционных компьютерах постоянная передача данных между памятью и процессором снижает скорость работы и увеличивает энергопотребление. Новый мемристорный чип решает эту проблему, выполняя вычисления непосредственно в памяти, где хранятся данные. Это позволяет строить модели мозга значительно быстрее и с меньшими затратами энергии.
Чип, изготовленный по 40-нанометровой технологии, занимает площадь всего 0,28 квадратных миллиметра и работает на частоте 50 МГц. Испытания показали, что при расчете нейронной динамики он работает в 3,82–36,27 раза быстрее и потребляет в 11,75–24,73 раза меньше энергии, чем современные процессоры ASIC. При трехмерной реконструкции коры головного мозга чип продемонстрировал преимущество в скорости до 478 раз по сравнению с графическим процессором "NVIDIA A100".
Контекст и перспективы применения
Разработка открывает новые горизонты в области нейротехнологий. Ученые полагают, что данная технология в будущем станет фундаментом для создания интерфейсов «мозг-компьютер», цифровых двойников мозга, систем навигации в реальном времени во время нейрохирургических операций, а также сыграет ключевую роль в изучении и лечении нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона.
