加州大学圣巴巴拉分校、东北大学的研究人员携手台积电，共同开发出一种新型计算机组件，有望大幅提升人工智能和机器学习的效率。该技术基于“概率位”(p位)，其值在0和1之间自然波动，与传统数字位固定值不同，p位能高效探索多种可能性，在解决优化和推理等问题上优势显著。研究结果在第71届IEEE国际电子器件年会(IEDM 2025)上发表。

此前，多数p位设计依赖模拟电子元件数模转换器(DAC)控制输出频率，但DAC体积大、功耗高、价格贵，限制了可扩展性。此次新研究实现突破，开发出完全无需DAC的全数字p位设计。东北大学的深见俊介表示：“对模拟信号的依赖阻碍了发展，我们发现了数字方法，无需庞大模拟电路就能调整p位行为。”

研究团队利用磁隧道结(MTJ)小型电子器件，其能随机在两种状态间切换。将50/50的随机比特流输入简单数字电路，该电路可控组合信号，可平滑调节输出为0或1的概率。同时，此数字电路还能补偿设备间随机因素差异，应对制造不均匀性，克服了基于硬件概率计算的两大障碍。该系统能自组织更新内部状态，众多p位无需中央控制器可并行工作;设计还允许“片上退火”机制，通过改变时序设置缩小解决方案范围。

这种新设计所需面积和功耗远小于其他方案，且与现代半导体制造工艺兼容。研究人员预计，这一成果将使概率计算在人工智能、物流、科学发现和未来计算系统等应用中变得实用。

更多信息：作者： Kemal Selcuk 等人，标题：《无 DAC p 位：异步自着色和片上退火》。