Recientemente, el equipo del profesor Wu Huaqiang y el profesor asociado Gao Bin de la Escuela de Circuitos Integrados de la Universidad de Tsinghua desarrolló el primer chip integrado de cálculo y memoria de memristor totalmente integrado del mundo que admite el aprendizaje eficiente en el chip (el aprendizaje automático se puede completar directamente en el lado del hardware) basado en el paradigma informático de cálculo y almacenamiento integrado. Ha logrado un gran avance en el campo de la memoria memristor y los chips integrados de cálculo que respaldan el aprendizaje en el chip, y se espera que promueva el desarrollo de la inteligencia artificial, los dispositivos portátiles de conducción autónoma y otros campos. Los resultados relevantes se publicaron en línea en el último número de "Science".
La investigación actual de relevancia internacional se centra principalmente en la demostración de funciones de aprendizaje a nivel de matriz de memristores. Sin embargo, la realización de un chip memristor totalmente integrado en el sistema que admita un aprendizaje eficiente en el chip aún enfrenta grandes desafíos y aún no se ha realizado. La razón principal es que el método de actualización de peso de alta precisión requerido por el algoritmo de entrenamiento de retropropagación tradicional tiene poca adaptabilidad a las características reales del memristor.
Se entiende que, frente al gran desafío de la arquitectura tradicional de separación de computación y almacenamiento que restringe la mejora de la potencia informática, Wu Huaqiang y Gao Bin propusieron creativamente un nuevo algoritmo y arquitectura universal (STELLAR) que adapta el almacenamiento de memristor y la integración informática para lograr un aprendizaje eficiente en el chip. Realiza de manera efectiva la integración tridimensional monolítica de conjuntos de memristores analógicos a gran escala y CMOS. A través de la innovación colaborativa de todo el proceso de algoritmos, arquitectura y métodos de integración, desarrollaron el primer chip integrado de computación y almacenamiento de memristor totalmente integrado del mundo que admite un aprendizaje eficiente en el chip.
El chip contiene todos los módulos de circuito necesarios para admitir un aprendizaje completo en el chip. Ha completado con éxito varias verificaciones de funciones de aprendizaje incremental en el chip, como clasificación de imágenes, reconocimiento de voz y tareas de control. Ha demostrado alta adaptabilidad, alta eficiencia energética, alta versatilidad, alta precisión y otras características, fortaleciendo efectivamente la adaptabilidad del aprendizaje de los dispositivos inteligentes en escenarios de aplicaciones prácticas. Bajo la misma tarea, el consumo de energía del chip para el aprendizaje en el chip es sólo el 3% del de un sistema de circuito integrado de aplicación específica (ASIC) con tecnología avanzada. Muestra excelentes ventajas de eficiencia energética y tiene un gran potencial de aplicación para satisfacer las altas necesidades de potencia informática de la era de la inteligencia artificial. Proporciona un camino de desarrollo innovador para superar el cuello de botella de eficiencia energética bajo la arquitectura informática tradicional de von Neumann.
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