北京大学集成电路学院杨玉超教授团队联合中国科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠团队，在国际顶级学术期刊《科学》（Science）发表研究成果：成功研制全球首款基于相变忆阻器的毫秒级神经动力学系统芯片，首次将这类复杂运算的单步时延压缩至2.12毫秒。
神经动力学系统将神经网络的表达能力与微分方程的连续演化机制相结合，自诞生半个世纪以来，如何在保持高精度连续建模能力的同时实现低延迟实时计算，始终是制约其走向应用的核心瓶颈。团队利用相变存储器独特的“电导漂移”现象——一定时间窗口内电导变化可预测、可精准调控，提出“可控存内计算”新范式：原本需要数字电路反复执行的运算、缓存访问、数据搬运，交给器件自身的物理规律去完成。
这颗40纳米工艺的芯片，存内计算与步长漂移阵列总面积仅0.28平方毫米，运行频率50MHz，单步积分仅需9级流水。实验表明：执行相同神经动力学运算，较当前最先进的专用加速器（ASIC）提速3.82至36.27倍、功耗降低11.75至24.73倍；在脑皮层表面重建任务中较NVIDIA A100 GPU最高提速478.18倍——传统工具FreeSurfer需运行2至3小时的任务，该芯片仅需约426毫秒。
这一突破对脑机接口具有重要启示：未来脑机接口不仅需要读取神经信号，更需要实时理解大脑状态、预测神经动力学演化并进行闭环调控。高保真脑建模以毫秒级速度运行，有望为术中神经导航、阿尔茨海默病早筛、脑数字孪生等应用提供硬件底座。《科学》杂志同期配发的观点评述称，这一工作“代表了一种物理驱动计算的理念转变”。