Science：北大杨玉超团队在新型神经动力学计算芯片领域取得重大突破

背景：神经动力学系统融合神经网络与微分方程，在脑建模、计算成像等领域潜力巨大，但传统冯·诺依曼架构的存算分离导致高延迟和能耗，成为实时应用瓶颈。研究目的：突破相变忆阻器“可控存内计算”难题，研制毫秒级神经动力学芯片，实现高精度、低延迟的实时脑建模。结论：北京大学杨玉超团队联合中国科学院上海微系统所，成功研制全球首个基于相变忆阻器的毫秒级神经动力学芯片（40nm工艺，核心面积0.28mm²），单步运算时延仅2.12毫秒。该芯片通过利用相变存储器电导漂移与多级特性，将自适应步长搜索与神经网络矩阵运算原位集成，相比专用加速器速度提升3.82~27.36倍、功耗降低11.75~24.73倍；在脑皮层重建任务中较A100 GPU提速50~478倍。该成果为脑机接口、脑数字孪生、神经导航和脑疾病诊疗提供新硬件底座。