Новый чип имитирует работу мозга и экономит 70% энергии для ИИ

Исследователи из Кембриджского университета представили наноэлектронное устройство — мемристор на основе оксида гафния, способное снизить энергопотребление систем искусственного интеллекта на 70%. Разработка опубликована в журнале Science Advances 20 марта 2026 года.

Мемристор представляет собой компонент, имитирующий работу синапсов человеческого мозга. В отличие от традиционных компьютерных чипов, где данные перемещаются между блоком памяти и процессором, новое устройство обрабатывает и хранит информацию в одном месте. Это устраняет энергопотери на передачу данных и избыточное тепловыделение.

Команда под руководством доктора Бабака Бахита из кафедры материаловедения и металлургии использовала специальную форму оксида гафния с добавлением стронция и титана. Материал формирует внутренние p-n-переходы, работающие как электронные затворы. Устройство регулирует подачу электричества через изменение энергетического барьера на границе материалов.

Прежние мемристоры использовали проводящие нити, склонные к случайным сбоям из-за физического роста и разрыва. Кембриджская разработка заменяет их стабильным интерфейсом переключения на базе тонкой гафниевой пленки. Новое устройство потребляет импульсные токи в миллион раз меньше предшественников и поддерживает сотни различимых уровней электрического потока для аналоговых вычислений в памяти.

Лабораторные испытания подтвердили стабильность устройства на протяжении десятков тысяч циклов работы с сохранением данных в течение суток. Мемристор воспроизводит биологическую пластичность, зависящую от синхронизации спайков — механизм обучения нейронов.

Производство устройства требует температуры 700 градусов Цельсия, что превышает стандарты полупроводниковой промышленности. Исследователи работают над снижением температурного режима для совместимости с существующими производственными линиями.

Источник: Interesting Engineering