兩個矽晶體管能模擬神經元活動！專家預告未來人工智慧的新格局
最新研究揭示，僅需兩個MOSFET即可模擬神經元，大幅提高AI能效！
最期在《自然》期刊發表了一項突破性研究，揭示了普通矽晶體管（MOSFET）如何能模擬神經元的活動，這一發現可能會對人工智慧和神經形態計算的未來發展產生重要影響。該研究由來自沙烏地阿拉伯及新加坡的研究團隊合作完成，目的是簡化神經形態計算的基本要求，並保持與現有矽技術的兼容性。
研究指出，只需兩個MOSFET，便能重現類似神經元的功能，這與當前的神經形態處理器相比，體積更小且成本更低。例如，英特爾的Loihi芯片通常需要18個晶體管來模擬一個神經元，而這項研究的發現有望大幅提升處理器的能效及性能。
在這項研究中，研究人員利用特定的偏置條件，使矽晶體管在所謂的“穿透”狀態下運行，進而產生類似神經元的脈衝信號，這一過程通常被視為問題，但研究人員卻巧妙地將其轉變為具有意義的功能。在這種設置下，這些晶體管能夠生成類似生物神經元的脈衝，並且能夠進行長期增強和減弱的調整，從而模擬突觸的作用。研究表明，這類神經元的能耗僅為每次脈衝415皮焦耳，相比傳統電腦技術有著顯著的優勢。隨著AI技術的能耗不斷上升，這裡的研究無疑對於推動低能耗AI系統的發展具備重要價值。
這項研究還指出，利用這種新型的“神經突觸隨機存取記憶體”（NS-RAM）設計，有助於將矽晶體管的使用範圍擴展到更多神經形態計算應用中。研究團隊強調，這種技術的推廣將使得人工智慧更加普遍，特別是在像機器學習和自動駕駛等領域，因為這些技術需要處理大量數據且對能效要求極高。
該研究的主要作者之一，新加坡國立大學的Mario Lanza教授表示：「我們的成果顯示，矽技術並不是一個被動的狀態，而是可以被有效利用來模擬生物神經系統的活躍元素。」
這一發現不僅將推動AI在能源效能方面的進步，同時也為在矽處理器上實現更高效的神經形態計算提供了可能的建設性方案。兩個晶體管的設計將使得在同一芯片上集成更多的神經元，這對於擴大當前的神經網絡架構來說，無疑是一個令人激動的進步。
在當前AI快速發展背景下，研究團隊的發現或將在AI性能的提升上，特別是降低能耗方面，產生積極的影響，可以看作是實現更大規模的人工神經網絡的“快捷方式”。這一研究對於推進神經形態計算的未來無疑是一次重大的里程碑。
隨著此項技術的發展，未來在自駕車、機器人、智慧城市等交互應用場景中，矽晶體管將展現出無限的可能性，為人類生活的方方面面帶來更智能化的解決方案。本研究成果將激勵更多的學術機構和商界參與到這一領域的探索。