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近日，清華大學集成電路學院教授吳華強、副教授高濱團隊基於(yu) 存算一體(ti) 計算範式，研製出全球首顆全係統集成的、支持高效片上學習(xi) （機器學習(xi) 能在硬件端直接完成）的憶阻器存算一體(ti) 芯片，在支持片上學習(xi) 的憶阻器存算一體(ti) 芯片領域取得重大突破，有望促進人工智能、自動駕駛可穿戴設備等領域發展。相關(guan) 成果在線發表於(yu) 最新一期的《科學》。
該芯片包含支持完整片上學習(xi) 所必需的全部電路模塊，成功完成圖像分類、語音識別和控製任務等多種片上增量學習(xi) 功能驗證，展示出高適應性、高能效、高通用性、高準確率等特點，有效強化智能設備在實際應用場景下的學習(xi) 適應能力。相同任務下，該芯片實現片上學習(xi) 的能耗僅(jin) 為(wei) 先進工藝下專(zhuan) 用集成電路（ASIC）係統的3%，展現出卓越的能效優(you) 勢，極具滿足人工智能時代高算力需求的應用潛力，為(wei) 突破馮(feng) ·諾依曼傳(chuan) 統計算架構下的能效瓶頸提供了一種創新發展路徑。
關(guan) 於(yu) 憶阻器
憶阻器，全稱記憶電阻。從(cong) 這兩(liang) 個(ge) 字可以大致推敲出它的功用來。最早提出憶阻器概念的人，是華裔的科學家蔡少棠，當時任教於(yu) 美國的加州大學伯克利分校。時間是 1971 年，在研究電荷、電流、電壓和磁通量之間的關(guan) 係時，任教於(yu) 加州大學伯克利分校的蔡教授推斷在電阻、電容和電感器之外，應該還有一種組件，代表著電荷與(yu) 磁通量之間的關(guan) 係。這種組件的效果，就是它的電阻會(hui) 隨著通過的電流量而改變，而且就算電流停止了，它的電阻仍然會(hui) 停留在之前的值，直到接受到反向的電流它才會(hui) 被推回去。
簡單說，憶阻器是一種有記憶功能的非線性電阻。通過控製電流的變化可改變其阻值，如果把高阻值定義(yi) 為(wei) “1”，低阻值定義(yi) 為(wei) “0”，則這種電阻就可以實現存儲(chu) 數據的功能。實際上就是一個(ge) 有記憶功能的非線性電阻器。
用常見的水管來比喻，電流是通過的水量，而電阻是水管的粗細時，當水從(cong) 一個(ge) 方向流過去，水管會(hui) 隨著水流量而越來越粗，這時如果把水流關(guan) 掉的話，水管的粗細會(hui) 維持不變；反之當水從(cong) 相反方向流動時，水管就會(hui) 越來越細。因為(wei) 這樣的組件會(hui) “記住”之前的電流量，因此被稱為(wei) 憶阻器。
由於(yu) 憶阻器尺寸小、能耗低，所以能很好地儲(chu) 存和處理信息。一個(ge) 憶阻器的工作量，相當於(yu) 一枚CPU芯片中十幾個(ge) 晶體(ti) 管共同產(chan) 生的效用。
綜合來源：科技日報、科學百科
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