Datora komponents atdarina cilvēka smadzeņu sinapses

Jauns datora komponents, ko izstrādājuši KTH Karaliskā Tehnoloģiju institūta un Stenfordas universitātes pētnieki, atdarina cilvēka smadzenes, darbojoties kā sinaptiska šūna. Jauno komponentu sauc par elektroķīmisko brīvpiekļuves atmiņu (ECRAM).

Neiromorfo datoru pieaugums

ECRAM atmiņas komponenti tika izgatavoti ar 2D titāna karbīdu, un tie demonstrēja iespaidīgu spēju papildināt klasisko tranzistoru tehnoloģiju. Tie ļauj komercializēt jaudīgus datorus, kas veidoti pēc smadzeņu neironu tīkla. Šie neiromorfie datori var būt daudz energoefektīvāki nekā mūsdienu datori. 

ECRAM arhitektūra krasi atšķiras no klasiskās skaitļošanas, un tā darbojas kā sinaptiska šūna mākslīgā tīklā. 

Makss Hamedi ir KTH asociētais profesors. 

"Tā vietā, lai tranzistori būtu ieslēgti vai izslēgti, kā arī nepieciešamība pēc informācijas pārnešanas starp procesoru un atmiņu uz priekšu un atpakaļ, šie jaunie datori paļaujas uz komponentiem, kuriem var būt vairāki stāvokļi, un tie veic aprēķinus atmiņā," saka Hamedi. .

KTH un Stenfordas zinātnieku komanda ir strādājusi, lai pārbaudītu efektīvākus materiālus ECRAM izveidei. Lai padarītu šīs skaidas komerciāli dzīvotspējīgas, tām ir nepieciešami materiāli, kas spēj pārvarēt metālu oksīdu lēno kinētiku, kā arī plastmasas nestabilo temperatūru. 

MXene materiāls

Pētnieki izgatavoja materiālu, kas pazīstams kā MXene, kas ir 2D savienojums, kas ir tikai dažus atomus biezs un sastāv no titāna karbīda. MXene apvieno organiskās ķīmijas lielo ātrumu un neorganisko materiālu integrācijas savietojamību.

MXene ECRAM apvieno ātrumu, rakstīšanas troksni, linearitāti, pārslēgšanas enerģiju un izturību, kas nepieciešama mākslīgo neironu tīklu (ANN) paralēlai paātrināšanai.

Stenfordas universitātes profesors Alberto Salleo ir līdzautors pētniecība.

"MXenes ir aizraujoša materiālu saime šim konkrētajam lietojumam, jo ​​tie apvieno temperatūras stabilitāti, kas nepieciešama integrācijai ar parasto elektroniku, ar plašu kompozīcijas telpu pieejamību, lai optimizētu veiktspēju," saka Salleo.

Pēc Hamedi domām, joprojām ir daudz šķēršļu, kas jāpārvar, lai patērētāji varētu iegādāties savus neiromorfos datorus. Tomēr 2D ECRAM ir liels sasniegums neiromorfo materiālu jomā. Tie varētu nodrošināt AI, kas spēj pielāgoties mulsinošai ievadei un niansēm, līdzīgi kā cilvēka smadzenes. Tajā pašā laikā tas prasītu daudz mazāku enerģijas patēriņu.