比CPU快1億倍!港大造出原子級芯片:0.000000000036秒完成一次搜索

2026-08-05 14:13:12 來源:快科技
        【每日科技網】

  香港大學研究團隊成功研制出一款原子級厚度的“模拟存内搜索”芯片,在處理特定計算任務時,速度比标準CPU快約1億倍。

  該芯片采用極簡架構,可直接在數據存儲位置完成複雜搜索,從根本上繞開了傳統計算機的“馮·諾依曼瓶頸”。

比CPU快1億倍!港大造出原子級芯片:0.000000000036秒完成一次搜索

  傳統芯片需要在内存和處理器之間來回搬運數據,耗時耗電。港大團隊利用二維MoS2(二硫化钼)閃存,研發出新型模拟内容尋址存儲器。CAM(内容尋址存儲器)可在單個步驟中将輸入數據與所有存儲數據同時比對,實現瞬間完成搜索并返回結果。

  值得一提的是,傳統基于靜态随機存取存儲器的CAM單元需要多達16個晶體管,港大團隊僅用2個晶體管即可構建一個單元,大幅縮小芯片面積。

  同時,為克服二維材料連接電路時的“肖特基勢壘”,港大團隊使用半金屬銻作為接觸電極,創造了極低電阻通道。

  實測方面,該芯片延遲僅0.000000000036秒(36皮秒),光在真空中1皮秒僅能走0.3毫米,搜索完成時光還沒跑完芯片本身。此外,單次搜索能耗低于0.1飛焦耳(fJ),比傳統方案低上萬倍。

  港大李燦教授表示,大語言模型的注意力機制本質上就是搜索過程,該芯片有望用于智能手機面部識别等場景,數據直接在設備端處理,無需上傳雲端。

  目前,該項研究已在國際頂級學術期刊《自然·納米技術》(Nature Nanotechnology)上發表。

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