Erster neurodynamischer Chip der Welt in China entwickelt: In bestimmten Aufgaben bis zu 478-mal schneller als GPU

Chinesische Wissenschaftler haben einen großen Durchbruch in der Mikroelektronik erzielt. Forscher der Peking-Universität und Spezialisten der Chinesischen Akademie der Wissenschaften haben gemeinsam den weltweit ersten memristorbasierte neurodynamische Chip vorgestellt. Die Entwicklung basiert auf In-Memory-Computing-Technologie und übertrifft die leistungsstärksten aktuellen GPUs in der Rechengeschwindigkeit. Dies berichtet Ixbt.com berichtete .

Laut ITHome wird der neue Chip in einem 40-Nanometer-Prozess gefertigt. Die Forschungsergebnisse wurden in der renommierten Zeitschrift Science veröffentlicht. Das Hauptmerkmal dieser Erfindung ist, dass sie die Einzelschritt-Berechnungszeit neurodynamischer Systeme auf 2,12 Millisekunden reduziert. Dieser Wert ist bei spezialisierten komplexen Aufgaben 50- bis 478-mal schneller als moderne Grafikkarten.

Harmonie von Speicher und Berechnung

In der herkömmlichen Computerarchitektur bewegen sich Daten ständig zwischen Speicher und Prozessor, was zu erheblichen Verzögerungen und Energieverbrauch führt. Die von chinesischen Ingenieuren verwendeten Phasen-Memristoren erfüllen gleichzeitig sowohl Speicher- als auch Berechnungsfunktionen. Dieser Ansatz beseitigt Datenübertragungsengpässe und steigert die Systemeffizienz drastisch.

Auch die technischen Spezifikationen des Chips sind bemerkenswert: Seine Rechenarray-Fläche beträgt nur 0,28 mm². Das Gerät arbeitet mit 50 MHz und umfasst programmierbare Impulsgeneratorschaltungen, Analog-Digital-Wandler und weitere wichtige Komponenten. Trotz seiner geringen Größe kann er extrem komplexe Algorithmen in Tausendstelsekunden verarbeiten.

Neue Möglichkeiten für KI und Medizin

Diese Technologie ist in erster Linie für hochkomplexe wissenschaftliche Aufgaben wie die Modellierung der menschlichen Großhirnrinde konzipiert. Der Übergang neurodynamischer Hardwaresysteme in den Millisekundenbereich wird dazu beitragen, KI-Systeme energieeffizienter und intelligenter zu machen. Es wird erwartet, dass dies in Zukunft eine neue Ära in der Robotik und der Steuerung komplexer dynamischer Prozesse eröffnet.

Solche Entdeckungen sind auch für Länder im technologischen Transformationsprozess wie Usbekistan von Bedeutung. Die Produktion erschwinglicher und effizienter Chips wird künftig zu niedrigeren Preisen für Hochleistungsgeräte und deren breiterer Verbreitung führen. Chinas Errungenschaft zeigt, dass alternative und effizientere Lösungen auf dem globalen Halbleitermarkt existieren, zu einer Zeit, in der Giganten wie NVIDIA dominieren.

Laut Experten werden Memristor-Chips in den kommenden Jahren zwar keine herkömmlichen transistorbasierten Prozessoren ersetzen, aber zu einem treibenden Faktor bei spezialisierten Berechnungen, neuronalen Netzen und der wissenschaftlichen Forschung werden. Das Projekt hat Labortests erfolgreich bestanden, und an der industriellen Umsetzung wird gearbeitet.