IBM的研究者們從人類大腦獲得啓發設計了一種能同時運算和存儲的電腦。他們的實驗結果顯示新型電腦的處理速度是傳統電腦的200倍。這將極大推動需要快速、大量運算的人工智能領域的發展。

目前的計算機都是基於上世紀40年代成型的馮•諾依曼（von Neumann）架構，即由中央處理器、存儲器和輸入輸出設備構成。IBM的最新研究報告稱，這種新電腦擁有能同時運算和存儲的模塊。

報告作者之一Abu Sebastian說：「人類大腦只有20～30瓦的功率，而今天的人工智能需要的超級計算機都是千瓦、兆瓦的功率。在大腦裡面，神經突觸同時計算和儲存信息。在我們的新型設計中，存儲單元承擔更多運算功能。」

新電腦採用全新的「相變化記憶體」（PCM），是一種納米存儲材料。裡面的復合物在粒子不同的排列情況下會展現不同的導電特性，比如在無序相位下，顯示高電阻特性；在晶體相位，呈低電阻。

通過電流脈衝，研究者們控制材料中無序和晶體相位的比例，實現了高電阻和導體間平滑結合。這種新型存儲材料更貼近非二進制數據和生物突觸結構。

在去年的一次測試中，這種新型存儲材料顯示存儲速度是傳統計算機的200倍。效能高得超出了研究者們的預期。

這份IBM的報告月初發表美國物理聯合會（AIP）出版的《應用物理》（JAP）期刊上。◇

 

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