三星提出将大脑“复制粘贴”到神经形态芯片上的构想
三星公司分享了一项新构想，使神经形态芯片更接近更好地模拟大脑的目标。这一构想由三星和哈佛大学的顶尖工程师与科学家提出，并以题为《基于大脑复制粘贴的神经形态电子学》的论文形式发表在《Nature Electronics》上。
论文作者包括：Donhee Ham，三星先进技术研究院（SAIT）研究员兼哈佛大学教授；Hongkun Park，哈佛大学教授；Sungwoo Hwang，三星SDS总裁兼首席执行官、前SAIT负责人；以及Kinam Kim，三星电子副董事长兼首席执行官。
“在硅集成电路上通过模拟神经网络的结构和功能来逆向工程大脑，曾是神经形态工程的最初目标，但仍是遥远的前景。因此，神经形态工程的重心已从严格模拟大脑转向受大脑定性特征启发的设计，包括事件驱动信号和存内处理。在此，我们审视了神经形态工程的现有方法，并提出一种让神经形态电子学回归其最初目标——逆向工程大脑的构想。”论文中写道。
这一构想最好用两个词概括：“复制”和“粘贴”。论文提出一种方法：借助Ham和Park开发的纳米电极阵列复制大脑的神经连接图谱，并将该图谱粘贴到高密度三维固态存储网络中，而三星正是这一技术的全球领导者。
借助这种复制粘贴方法，作者认为有可能制造出一种存储芯片，使其接近大脑独特的计算特性：低能耗、易于学习、适应环境，以及自主性和认知能力。而这些特性此前一直超出现有技术的能力范围。
大脑由大量神经元构成，其布线结构决定了器官的功能。因此，掌握这张图谱是逆向工程大脑的关键。
神经形态工程诞生于20世纪80年代，其最初目标是在硅芯片上模拟神经网络的这种结构与功能。但这被证明是一项艰巨的任务，因为人们至今对大量神经元如何相互连接以实现大脑高级功能知之甚少。因此，神经形态工程的目标被简化为制造受大脑“启发”的芯片，而非精确模仿大脑。
论文作者提出了一种回到神经形态工程最初目标——逆向工程大脑——的方法。纳米电极阵列能够有效接入大量神经元，因此可以高灵敏度记录它们的电信号。这些大规模并行的细胞内记录揭示了神经线路图谱，表明神经元之间如何连接以及连接强度如何。由此，可以从这些对照记录中提取或“复制”神经布线图谱。
随后，可以将复制的神经图谱“粘贴”到非易失性存储网络中，例如日常生活中固态硬盘（SSD）所用的商用闪存，或者诸如阻变式随机存取存储器（RRAM）等“新型”存储器，并对每个存储单元进行编程，使其电导代表复制图谱中每条神经连接的强度。
该论文更进一步，提出了将神经布线图谱快速粘贴到存储网络中的策略。专门设计的非易失性存储器网络在由细胞内记录信号直接驱动时，可以学习并映射神经连接图谱。这是一种将大脑神经连接图谱直接加载到存储芯片上的方案。
由于人脑约有1000亿个神经元，突触连接数量约为其1000倍，最终的神经形态芯片将需要约100万亿个存储单元。得益于三星引领的三维存储集成技术，这一庞大数量的存储器才得以集成在单个芯片上，该技术开启了该行业的新纪元。
凭借其在芯片制造方面的领先经验，三星计划继续开展神经形态工程研究，以巩固其在下一代人工智能半导体领域的领先地位。
“我们提出的构想非常宏大。但为实现这一英勇目标所做的工作，将拓展机器智能、神经科学和半导体技术的边界”
对任何公司而言，这显然都是一项艰巨的挑战，因为运行虚拟大脑所需的代码并不存在。三星或许为类人人工智能打开了一扇门，但要有人真正达到这一目标，可能还需要很长时间。
