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忆阻器芯片助力脑机接口:从毫秒级脑建模看类脑硬件医疗前景

分类:产业报告 | 发布日期:2026-07-04 | 来源:人民网
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人民网报道,全球首款基于相变忆阻器的神经动力学系统芯片问世后,其在脑机接口与脑疾病诊疗领域的应用前景受到广泛关注:首次将复杂脑建模运算的单步时延压缩至2.12毫秒,较先进GPU提速达50至478倍,突破了制约神经动力学长达半个世纪的实时计算瓶颈。

传统计算架构存在一个核心瓶颈:存储与计算分离,求解过程中海量中间变量在内存和处理器之间反复“奔波”,不仅延迟巨大,功耗也居高不下。新型忆阻器芯片将神经网络权重映射到相变存储器的多级电导态上,在同一阵列内同步完成矩阵乘加运算,两大核心计算任务被统一集成在总面积仅0.28平方毫米的存算阵列中。

在脑皮层表面高保真重建任务中,重建出的网格平滑、闭合、拓扑一致,能精准刻画复杂的褶皱结构,并有效抑制传统方法中的伪影和自相交缺陷,满足高保真脑结构建模要求。

这一进展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,并根据反馈进行闭环调控。高保真脑建模以毫秒级速度运行,有望为术中神经导航、阿尔茨海默病与帕金森病早筛、脑数字孪生等应用提供硬件基础。

存算一体忆阻器宏单元 RISC-V 控制核 片上学习引擎 全系统集成忆阻器存算一体芯片架构示意图
▲ 示意图:忆阻器芯片助力脑机接口:从毫秒级脑建模看类脑硬件医疗前景
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