人間の脳シナプスを模倣するコンピュータ部品

KTHロイヤル工科大学とスタンフォード大学の研究者によって開発された新しいコンピュータ部品は、シナプス細胞のように動作することで人間の脳を模倣しています。この新しい部品は、電気化学ランダムアクセスメモリ（ECRAM）と呼ばれています。

ニューロモルフィック・コンピュータの台頭

ECRAMメモリ部品は2Dチタンカルバイドで作成され、従来のトランジスタ技術を補完するという印象的な能力を示しました。彼らは、脳のニューラルネットワークをモデルにした強力なコンピュータの商業化を可能にしました。これらのニューロモルフィック・コンピュータは、今日のコンピュータよりもはるかにエネルギー効率が高い可能性があります。

ECRAMには、クラシック・コンピューティングとは劇的に異なるアーキテクチャがあり、人工ネットワークのシナプス細胞のように動作します。

マックス・ハメディはKTHの准教授です。

「トランジスタがオンまたはオフのどちらかであるという必要性、プロセッサとメモリの間で情報を運ぶ必要性 — これらの新しいコンピュータは、複数の状態を持ち、メモリ内で計算を実行できる部品に依存しています」とハメディは述べています。

KTHとスタンフォードの科学者チームは、ECRAMを構築するためのより効率的な材料のテストに取り組んでいます。これらのチップを商業的に実現可能にするには、金属酸化物の遅いキネティクスとプラスチックの不安定な温度を克服できる材料が必要です。

MXene材料

研究者たちは、チタンカルバイドからなる2D化合物であるMXeneと呼ばれる材料を開発しました。MXeneは、有機化学の高速性と無機材料の統合互換性を組み合わせます。

MXene ECRAMは、並列加速のための人工ニューラルネットワーク（ANN）に必要な速度、書き込みノイズ、線形性、スイッチングエネルギー、耐久性のメトリクスを組み合わせます。

スタンフォード大学のアルバート・サレオ教授は、研究の共著者です。

「MXeneは、この特定のアプリケーションに適した材料ファミリーです。従来の電子機器との統合に必要な温度安定性と、パフォーマンスを最適化するための広い組成空間の両方を組み合わせているからです」とサレオは述べています。

ハメディによると、消費者が自分用のニューロモルフィック・コンピュータを購入できるようにするには、まだ多くの障壁を克服する必要があります。しかし、2D ECRAMはニューロモルフィック材料の分野における重要なブレークスルーです。人間の脳と同様に、混乱した入力やニュアンスに適応できるAIを可能にする可能性があります。同時に、エネルギー消費量は大幅に削減されるでしょう。