突破性記憶體內排序技術！北京大學開發全新憶阻器排序系統

在電腦運算領域，資料排序向來是關鍵卻耗能的基礎操作。傳統硬體架構必須將資料儲存與排序分開處理，嚴重影響效能與能源效率。北京大學楊玉超教授團隊近日在《Nature Electronics》發表創新研究，開發出全球首個可重配置的記憶體內排序系統，革命性地實現資料儲存與排序同步完成。

該研究第一作者陶耀宇博士向TechXplore表示：「記憶內運算(CIM)技術雖已成功應用於矩陣乘法等線性運算，但排序因其非結構化特性，長期被視為CIM領域的『難題』。傳統排序硬體需要大量比較、條件分支等不規則控制流程，與CIM的結構化記憶體存取設計存在根本衝突。」

研究團隊突破性地採用1電晶體1憶阻器(1T1R)陣列架構，搭配可重配置的周邊電路模組，包括數位處理器、數位選擇器和狀態控制器三大核心元件。這套系統不僅支援無符號數、二補數等各種資料型態，更獨家實現三種平行加速策略：多bank策略提升數位級平行度、bit-slice策略增強位元級平行度，以及多級電導策略最佳化元件內平行度。

實際測試顯示，這項創新技術不僅大幅降低排序能耗，更具備高度擴充套件性，可與現有記憶內運算系統無縫整合。陶博士強調：「在大型語言模型訓練、機器人路徑規劃等需要快速決策排序的場景，我們的技術將帶來革命性突破。」

現有的記憶體內處理(PIM)架構因無法有效處理大量資料排序，應用場景嚴重受限。這項新技術不僅克服了PIM的先天限制，未來更可應用於醫療診斷、智慧製造、科學資料庫管理，乃至智慧交通系統最佳化等多元領域。

研究團隊現正著手將此係統整合至最先進的AI運算架構中。陶博士透露：「我們的最終目標是讓這項技術成為解決排序運算瓶頸的通用方案，為下一代智慧計算開創更多可能。」

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