江南仁：创建页面，内容为“{{4}}忆阻器，是一种与传统晶体管芯片截然不同的全新芯片概念。早在 30 年前，加州大学伯克利分校教授蔡少棠预测，除了电...”

2021-01-27T23:41:37Z

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{{4}}忆阻器，是一种与传统晶体管芯片截然不同的全新芯片概念。早在 30 年前，加州大学伯克利分校教授蔡少棠预测，除了电阻、电容、电感之外，理论上还应存在第四种基本电路元件，该元件可直接将电荷量与磁通量两个物理量连接起来，这便是忆阻器概念的雏形。

作为一种被动电子元件，忆阻器除了能让一定的电流安全通过，还可在断电后“记住”器件之前的电阻值，因此它最初只被当成存储器来研究。

吴华强回忆称：“当时，存储器行业的发展遇到了一些瓶颈，急需新兴技术打破僵局。阻变存储器或者说忆阻器就是其中很重要的一项新兴技术。”

而忆阻器也有很多存储优点：'''比如尺寸小、速度快、低功耗、与 CMOS（互补式金氧半导体）工艺可兼容等。'''

此外，忆阻器还拥有另一项特殊功能：能在存储数据“原地”实现计算。通常来说，基于传统“冯·诺依曼结构”搭建的计算机，其数据的存储和运算是分开的，平时数据存储在储存器中，需要运算时再把它搬运到运算器里。

然而，AI 类应用需要对大量数据进行矩阵运算，其核心是乘法和加法。对此，吴华强评价称：“目前 CMOS 芯片做大规模矩阵运算的乘加，算力是比较吃紧的，面临着很大挑战。”

此前，华为创始人任正非曾表示，未来的边缘计算是存算一体的，要么把 CPU 做到存储器，要么把存储器做到 CPU 里，这样才能加快计算速度。而在吴华强看来，基于忆阻器的存算一体，正是上述概念的一种实现。

具体来说，如果用交叉阵列的方式做忆阻器，就可获得一种与矩阵很类似的结构，这种结构既可以存数据，也可以做计算。

需要存储时，忆阻器本身就是存储器；而需要运算时，也无需把数据从存储器中搬到运算器里，因为忆阻器可直接用欧姆定律来做乘法运算。

前面提到，缓解“算力焦虑”需要全新的计算器件、范式和架构。而忆阻器正是这种新趋势的器件代表。

而在忆阻器件上用物理定律来直接做乘法计算和加法计算的方式，也和过去利用与非门做布尔逻辑计算的方法很不一样。

因此，忆阻器可以解决信息科学、尤其是集成电路领域里面的一些核心的问题。这也成为吴华强一直坚持深耕该领域的原因。在 AMD 时，他就投身于忆阻器方面的研究工作，这项工作得以在清华延续，并最终打造出一支优秀团队。

参考：[https://mp.weixin.qq.com/s/r1zfPQNYaWrZn5PYJO_w8g 对抗算力焦虑！清华教授研发忆阻器芯片，可实现存储数据“原地”计算，相关产品正在转化]

忆阻器 - 版本历史

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