Китайские исследователи создали чип для 3D-реконструкции мозга за 10 мс

Мозг за десять миллисекунд Кора головного мозга — это сильно смятый лист, и чтобы построить его трёхмерную модель, нужно перелопатить чудовищный объём вычислений. Обычно это делают заранее и не спеша. Китайские исследователи собрали чип, который справляется меньше чем за 10 миллисекунд — примерно в том же темпе, в котором работает сам мозг. Сначала — в чём была загвоздка. Речь о нейродинамических системах: это связка нейросети с уравнениями, описывающими, как сложная система меняется во времени. Их гоняют в физическом моделировании, медицинской визуализации и той самой 3D-реконструкции мозга. Считать приходится многократно, постоянно проверяя точность и подстраивая размер шага. Обычный компьютер на такой задаче задыхается не из-за нехватки мощности, а из-за логистики: данные бесконечно катаются между памятью и процессором. Каждая поездка — это время и энергия. Новый чип построен на мемристорах с фазовым переходом и выполняет ключевые операции прямо там, где данные лежат. Перевозки почти исчезают, и всё сразу становится быстрее и экономнее. Цифры такие: техпроцесс 40 нм, площадь массивов 0,28 мм², тактовая частота 50 МГц, каждый шаг интегрирования проходит девять стадий конвейера. На расчётах нейродинамики чип оказался быстрее топовых специализированных микросхем ASIC в 3,82–36,27 раза и потреблял в 11,75–24,73 раза меньше энергии. А на реконструкции коры выигрыш дошёл до 478 раз против видеокарты NVIDIA A100. Строили границу белого и серого вещества и трёхмерные сетки поверхности в реальном времени. Поверхности вышли гладкими, замкнутыми и топологически корректными — все извилины на месте. По метрикам совпадения с эталоном тоже хорошо. Что это даёт на выходе: нейроинтерфейсы, «цифровые двойники» мозга, навигацию прямо во время операции и инструменты для изучения болезней Альцгеймера и Паркинсона. @vselennayaplus