Ein Team unter der Leitung von Professor Yang Yuchao von der Peking-Universität in Zusammenarbeit mit dem Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology hat den weltweit ersten neuromorphen Chip entwickelt, der die Betriebsgeschwindigkeit des menschlichen Gehirns erreicht. Veröffentlicht in Science, nutzt der Chip Phasenwechsel-Memristoren für direkte Berechnungen im Speicher und beseitigt so den datenverschiebenden Engpass, der herkömmliche Computer verlangsamt.
Die Forschung
Der Chip wird in einem 40-Nanometer-Standardverfahren hergestellt und belegt nur 0,28 Quadratmillimeter. Er arbeitet mit 50 MHz und neun Pipeline-Stufen pro Integrationsschritt und verarbeitet kontinuierliche neuronale Dynamiken in weniger als 10 Millisekunden – das entspricht der natürlichen Zeitskala der Gehirnaktivität. In Tests erreichte der Chip eine 478,18-fache Beschleunigung gegenüber einer NVIDIA A100 GPU der Enterprise-Klasse bei der Rekonstruktion von 3D-Kortexoberflächen (Kartierung weißer und grauer Substanzfalten). Im Vergleich zu hochmodernen ASICs lief er 3,82- bis 36,27-mal schneller bei 11,75- bis 24,73-mal geringerem Energieverbrauch. Die resultierenden Oberflächennetze waren glatt, topologisch genau und erzielten hohe Werte bei Metriken wie dem durchschnittlichen symmetrischen Oberflächenabstand und dem Hausdorff-Abstand.
Warum es wichtig ist
Echtzeit-Gehirnmodellierung ist entscheidend für Gehirn-Computer-Schnittstellen, intraoperative chirurgische Navigation und die Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson. Bisher erforderten solche Aufgaben Minuten der Offline-Berechnung. Dieser Chip bringt eine millisekundenschnelle, hochauflösende Rekonstruktion näher an die praktische Anwendung, möglicherweise ermöglicht er Chirurgen, die Gehirnstruktur während Operationen zu sehen, oder digitale Gehirnzwillinge, die neuronale Veränderungen in Echtzeit verfolgen.
Was Sie tun können
Obwohl dieser Chip noch nicht in Verbrauchergeräten ist, können Sie sich über Neurotechnologie-Neuheiten informieren. Ziehen Sie in Betracht, einen kostenlosen adaptiven IQ-Test auf iqgenio.com zu machen, um Ihre eigene kognitive Geschwindigkeit zu messen und Gehirntrainingsübungen zu erkunden, die Ihre Verarbeitungs-, Gedächtnis- und Denkfähigkeiten herausfordern.
Quelle: Neuroscience News
Neugierig auf Ihr eigenes Gehirn? Machen Sie unseren kostenlosen adaptiven IQ-Test oder versuchen Sie 306 Gehirntrainingsstufen.
