2023春季：非冯诺依曼架构芯片进展与MEMS/NEMS计算挑战

2023年春季的芯片评论文章《NON-VONNEUMANN认证与挑战》探讨了当前芯片技术领域的一项新兴趋势——片上机械计算（On-Chip Mechanical Computing，简称OCC）。该研究由电子科技大学的王鹿鸣、张鹏程、刘祖恒等人合作完成，发表于《芯片》期刊，DOI号为10.1016/j.chip.2023.100038。文章回顾了自机械计算机历史上的早期发明，如苏颂的宇宙机、Pascal的Pascaline以及莱布尼茨和巴贝奇的机械设计，这些都为理解OCC的背景提供了丰富的历史视角。 文章的核心内容聚焦于微/纳米机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems, MEMS/NEMS）在存储器和逻辑处理器中的应用，强调了它们如何通过利用固态器件中的机械自由度来实现低功耗、高度可重构性以及对极端环境的适应性。MEMS/NEMS开关和谐振器作为关键技术，被用于构建新型的计算和存储解决方案，以应对传统电子计算在扩展性和性能提升方面遇到的挑战。 文章指出，尽管机械计算在过去被视为辅助工具，但随着技术的进步，特别是与现代通信、物联网和人工智能等领域的融合，OCC正在成为未来发展的重要方向。然而，这一领域也面临着诸多挑战，如材料限制、精度控制、集成复杂性以及可靠性和长期稳定性问题。研究者们对这些挑战进行了深入剖析，并提出了可能的解决策略和未来的机遇。 关键词：MEMS/NEMS开关、MEMS/NEMS谐振器、机械计算、机械存储器、低功耗计算，这些是文章讨论的重点，也是推动OCC发展的关键因素。作者们通过这篇文章为学术界和工业界提供了关于片上机械计算的全面评估，旨在促进这一领域的发展和创新。 这篇论文不仅回顾了机械计算的历史演变，还对未来的研究和商业应用提出了前瞻性的思考，对于理解和推动芯片技术的创新具有重要意义。