新芯片有望在便携式设备内实现强大的人工智能。图片来源：物理学家组织网

美国南加州大学电气和计算机工程教授杨建华及合作者在最新一期《自然》杂志上刊发论文称，他们已经为边缘人工智能（便携式设备内的人工智能）开发出了迄今存储密度最高的新型器件和芯片，有望在便携式设备内实现强大的人工智能，如让迷你版ChatGPT的功能在个人便携式设备内“遍地开花”。

在过去大约30年内，尽管人工智能和数据科学应用所需的神经网络的规模每3.5个月翻一番，但处理它们所需硬件的性能每3.5年才翻一番，对于人工智能等前沿技术的发展来说，硬件是一个越来越严重的问题。世界各国政府、工业界和学术界都在努力应对这一挑战。一些人继续在硅芯片领域深耕，而另一些人则另辟蹊径，希望研制出新型材料和设备，杨建华等则专注于将新材料与传统硅技术的优势结合起来。

在最新研究中,杨建华与来自麻省理工学院、麻省大学及他们初创公司的研究人员携手，将硅与金属氧化物忆阻器结合在一起，制造出了一款功能强大能耗很低的新型芯片。该技术使用原子的位置而非电子的数量（目前芯片内使用的技术）来表示信息，鉴于传统芯片内被操纵的电子很“轻”，容易四处移动而逸失信息，新芯片以模拟而非数字方式，可稳定而紧凑地存储更多信息。信息也可以在存储的地方进行处理，而不必发送到专用“处理器”，消除了当前计算系统中存在的“冯·诺依曼瓶颈”，从而大大提高人工智能计算的效率以及数据吞吐量。

据杨建华介绍，在迄今所有已知的存储器技术中，此新型存储器件拥有最高的信息存储密度。这种小巧但功能强大的芯片不仅可用作存储器，还能同时用作处理器。数百万个此类小芯片可并行工作，快速运行用户人工智能任务，只需一个小电池就可为其供电。这项新技术可在包括谷歌眼镜在内的边缘设备内实现强大的人工智能功能。此外，这项创新及随后进一步开发的技术，也有望让迷你版ChatGPT应用到个人设备内。