新一代计算机芯片实现存算一体

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的工程师设计了一种兼具逻辑运算和数据存储功能的计算机芯片，为制造体积更小、更节能、处理速度更快的电脑，和为人工智能发展铺平了道路。

计算机芯片示意图。

现在的主流计算机，处理器和存储芯片都是分离的，一直沿用冯诺依曼（von Neumann）五十多年前确立的架构。所以在工作的时候，两个单元之间需要频繁地交换数据，消耗很大一部分时间和能量。

这个研究组创新的设计首次使用了一种只有3个原子厚的平面材料——二硫化钼（MoS2），集逻辑运算和存储功能为一体。这大幅减少了老式设计之间数据交换的开支。

主要研究员基斯（Andras Kis）说：“能够同时进行两项功能的回路就像人类大脑的工作方式，神经元既负责存储信息，又进行运算。我们的回路设计有几个优势：它减少了存储单元和处理单元之间数据传输的能量消耗，缩短了运算时间，缩小了芯片占用的空间。这为设计更小巧、更强大、更节能的设备开辟了道路。”

研究组表示，他们还发明了使用这种平面材料制造新一代芯片的技术。

基斯说：“十年前第一个芯片是我们手工造出的，自那之后我们研发了先进的制造工艺，一次可以造出80个或更多，并能够控制它们的特性。”

这份研究11月5日刊登在《自然》（Nature）期刊上。