9月23日，全世界最大的半導(dǎo)體制造商之一韓國(guó)三星電子的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與全球頂尖的科研學(xué)府哈佛大學(xué)共同發(fā)表了一篇研究論文。在論文中，他們提出了一種新的方法，能夠?qū)⑷祟惔竽X的神經(jīng)元“復(fù)制粘貼”到芯片上，使之成為擁有接近大腦獨(dú)特計(jì)算特征的存儲(chǔ)芯片。

　　該論文提出了一種突破性納米電極陣列復(fù)制大腦神經(jīng)元連接圖的方法，并將該圖粘貼到固態(tài)存儲(chǔ)器的高密度三維網(wǎng)絡(luò)上。通過(guò)這種復(fù)制和粘貼的方法，作者設(shè)想創(chuàng)造出一種記憶芯片，接近大腦獨(dú)特的計(jì)算特征：低功耗、便捷的學(xué)習(xí)、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，甚至自主和認(rèn)知。這些都是目前的技術(shù)所不能達(dá)到的。

　　人類的大腦包括不計(jì)其數(shù)的神經(jīng)元，神經(jīng)元之間有著復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了大腦的功能。因此，如果要對(duì)人類大腦進(jìn)行反向工程研究，則首先必須搞清楚神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)連接圖。

　　這項(xiàng)研究提出了一種回歸大腦反向工程的原始神經(jīng)形態(tài)目標(biāo)的方法。納米電極陣列可以有效地進(jìn)入大量的神經(jīng)元，因此它可以以高靈敏度記錄它們的電信號(hào)。這些大規(guī)模并行的細(xì)胞內(nèi)記錄為神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò)連接圖提供了信息，表明了神經(jīng)元相互連接的位置以及這些連接的強(qiáng)度。因此，從這些提示性的記錄中，可以提取或“復(fù)制”神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò)連接圖。

　　然后，復(fù)制的神經(jīng)元圖可以被“粘貼”到非易失性存儲(chǔ)器的網(wǎng)絡(luò)中，例如我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫墓虘B(tài)硬盤(pán)(SSD)中的商用閃存，或者 “新”存儲(chǔ)器，例如電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)。通過(guò)對(duì)每個(gè)存儲(chǔ)器進(jìn)行編程，使其電導(dǎo)率代表復(fù)制圖中每個(gè)神經(jīng)元連接的強(qiáng)度。

　　該論文更進(jìn)一步，提出了一種將神經(jīng)元布線圖快速“粘貼”到記憶網(wǎng)絡(luò)上的策略。當(dāng)由細(xì)胞內(nèi)記錄的信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，一個(gè)專門(mén)設(shè)計(jì)的非易失性存儲(chǔ)器網(wǎng)絡(luò)可以學(xué)習(xí)和表達(dá)神經(jīng)元連接圖。這是一個(gè)直接將大腦的神經(jīng)元連接圖下載到存儲(chǔ)芯片上的方案。

　　由于人腦估計(jì)有1000億左右的神經(jīng)元，以及1000倍左右的突觸連接，最終的神經(jīng)形態(tài)芯片將需要100萬(wàn)億左右的記憶。在單個(gè)芯片上整合如此龐大數(shù)量的存儲(chǔ)器將通過(guò)存儲(chǔ)器的三維整合成為可能，三星公司領(lǐng)導(dǎo)的技術(shù)為存儲(chǔ)器行業(yè)開(kāi)辟了一個(gè)新時(shí)代。

　　利用其在芯片制造方面的領(lǐng)先經(jīng)驗(yàn)，三星正計(jì)劃繼續(xù)研究神經(jīng)形態(tài)工程，以擴(kuò)大三星在下一代人工智能半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，推動(dòng)機(jī)器智能、神經(jīng)科學(xué)和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。