MESO磁电自旋轨道—AI芯片性能的助推器

人工智能所需要的运算能力可大可小，对于研究人员而言，除了使用传统的运算架构来进行人工智能研究外，亦不断寻求新的运算架构，更有效地运行相关运算。最近Intel 就表示，他们计划使用新的芯片素材，制作人工智能特化处理器，预期可以大幅推动相关研究。

最近Intel 人工智能产品技术总监兼副总裁Amir Khosrowshahi 出席一个活动时表示，人工智能研发目前面对的其中一个问题，是要寻找适当的工具去支撑相关运算，因此需要新的设备去令人工智能架构得以有效运作。他看好依赖多铁性和拓扑材料来运行机器学习算法的新型晶体管。他表示，MESO（磁电自旋轨道）晶体管的能源效益比目前主要基于CMOS（互补金属氧化物半导体）的微处理器高10 到100 倍。

另一个技术是光学芯片，只需要有限的能源就可以运作，并且不易受环境温度、电磁场和其他杂讯的影响。与使用矽的同类芯片比较，光子设计的延迟有10,000 倍的改善，耗电水平几何级数减少。在初步测试中，与最先进的电子芯片相比，某些矩阵矢量乘法运算速度更有多达100 倍的提升。Khosrowshahi 表示，这些新素材让我们可以探索数据中心运算的未来，亦认为这正是未来发展的趋势。

去年年底，英特尔在一项被称作自旋电子学的技术方面取得了进展，未来芯片尺寸可缩小5倍，能耗可降低至多30倍。

当地时间星期一，英特尔和加州大学伯克利分校研究人员阐述了他们在自旋电子学方面的最新进展，未来芯片尺寸将在当前基础上缩小5倍，能耗将降低10至30倍。如果这一技术能成功商业化——这还是个大大的问号，它将为芯片产业带来新活力。

目前的计算机芯片利用微型开关（晶体管）处理数据，自旋电子学能完成相似的任务，但元器件尺寸更小、更节能。

英特尔元件研究机构项目负责人萨思堪斯·马尼帕特鲁尼（Sasikanth Manipatruni）在一份声明中说，“我们在努力在产业和晶体管研究领域引发新一轮创新。”《自然》杂志星期一发表了这项研究论文，马尼帕特鲁尼是第一作者。

自旋是量子力学的一种基本属性，电子像微型磁铁一样运动，有北极和南极，磁场方向——向上或向下——可以改变的，从而用来存储或处理数据。英特尔-加州大学的论文研究如何利用自旋处理数据。

数十年来，芯片依赖于一种被称作CMOS的技术。随着元器件尺寸日趋接近单个原子大小，芯片的发展遇到了天花板。

英特尔-加州大学的研究被称作MESO，利用了被称作多铁性材料的物质的自旋性质。

研究人员表示，与CMOS晶体管相比，MESO芯片对能耗的要求要低得多，因为它们不需要电能就能保持信息，提供在空闲时更节能的休眠状态。