存算一體技術是什麼?如何打破AI晶片的「記憶體牆」瓶頸?

「記憶體牆」(Memory Wall)是當前AI晶片效能提升的最大瓶頸之一。傳統電腦架構中,處理器與記憶體物理分離,數據需在兩者間頻繁往返傳輸,就像學生在書桌與書架間來回奔波,耗費大量時間與能耗[citation:9]。

存算一體的核心概念:存算一體(In-Memory Computing)是指讓計算直接在記憶體中完成,無需將數據搬移到處理器。這種架構可大幅降低數據傳輸延遲與能耗,被視為後摩爾時代的重要技術路徑。

鐵電晶體管的角色:實現存算一體的關鍵器件之一是鐵電晶體管(FeFET)。與傳統邏輯晶體管不同,鐵電晶體管同時兼具存儲和計算能力,「像人腦的神經元一樣,將存儲和計算功能合二為一」[citation:1]。這使其成為神經形態計算方面最具潛力的新型基礎器件[citation:1]。

最新突破:2026年2月,北京大學電子學院邱晨光研究員—彭練矛院士團隊成功將鐵電晶體管的物理柵長縮減至1納米極限,工作電壓降低至0.6V,能耗較國際最好水平降低一個數量級[citation:5][citation:8]。這項突破為構建高能效數據中心提供了核心器件方案,也為發展下一代高算力AI芯片奠定關鍵技術基礎[citation:1]。