Composant informatique imite les synapses du cerveau humain

Un nouveau composant informatique développé par des chercheurs à KTH Royal Institute of Technology et à l’Université Stanford imite le cerveau humain en agissant comme une cellule synaptique. Le nouveau composant s’appelle une mémoire aléatoire électrochimique (ECRAM).

Montée des ordinateurs neuromorphes

Les composants de mémoire ECRAM ont été fabriqués avec du carbure de titane 2D, et ils ont démontré une capacité impressionnante à compléter la technologie classique des transistors. Ils permettent la commercialisation d’ordinateurs puissants modélisés sur le réseau neuronal du cerveau. Ces ordinateurs neuromorphes ont le potentiel d’être beaucoup plus économes en énergie que les ordinateurs d’aujourd’hui.
L’ECRAM a une architecture qui est dramatiquement différente de l’informatique classique, et il agit comme une cellule synaptique dans un réseau artificiel.
Max Hamedi est professeur associé à KTH.
“Au lieu de transistors qui sont soit allumés, soit éteints, et du besoin de transporter l’information entre le processeur et la mémoire — ces nouveaux ordinateurs reposent sur des composants qui peuvent avoir plusieurs états, et effectuer des calculs en mémoire,” déclare Hamedi.
L’équipe de scientifiques à KTH et Stanford travaille à tester des matériaux plus efficaces pour construire un ECRAM. Pour rendre ces puces commercialement viables, ils nécessitent des matériaux qui puissent surmonter la cinétique lente des oxydes métalliques, ainsi que la température instable des plastiques.

Matériau MXene

Les chercheurs ont fabriqué un matériau appelé MXene, qui est un composé 2D qui n’est épais que de quelques atomes et se compose de carbure de titane. MXene combine la vitesse élevée de la chimie organique et la compatibilité d’intégration des matériaux inorganiques.
Les ECRAM MXene combinent la vitesse, le bruit d’écriture, la linéarité, l’énergie de commutation et les métriques de durabilité nécessaires pour l’accélération parallèle des réseaux de neurones artificiels (ANN).
Le professeur Alberto Salleo de l’Université Stanford est co-auteur de la recherche.
“Les MXene sont une famille de matériaux excitants pour cette application particulière, car ils combinent la stabilité de température nécessaire à l’intégration avec l’électronique conventionnelle avec la disponibilité d’un vaste espace de composition pour optimiser les performances,” déclare Salleo.
Selon Hamedi, il existe encore de nombreuses barrières qui doivent être surmontées si les consommateurs veulent pouvoir acheter leurs propres ordinateurs neuromorphes. Cependant, les ECRAM 2D sont une avancée majeure dans le domaine des matériaux neuromorphes. Ils pourraient permettre une intelligence artificielle capable de s’adapter à des entrées confuses et à des nuances, similaires au cerveau humain. En même temps, cela nécessiterait beaucoup moins de consommation d’énergie.