Componente de Computador Mimica Sinapses do Cérebro Humano

Um novo componente de computador desenvolvido por pesquisadores do KTH Royal Institute of Technology e da Universidade de Stanford mimetiza o cérebro humano agindo como uma célula sináptica. O novo componente é chamado de memória de acesso aleatório eletroquímico (ECRAM).

Ascensão dos Computadores Neuromórficos

Os componentes de memória ECRAM foram feitos com carbeto de titânio 2D e demonstraram uma capacidade impressionante de complementar a tecnologia de transistor clássica. Eles estão permitindo a comercialização de computadores poderosos modelados após a rede neural do cérebro. Esses computadores neuromórficos têm o potencial de serem muito mais eficientes em termos de energia do que os computadores de hoje.

O ECRAM tem uma arquitetura dramaticamente diferente da computação clássica e atua como uma célula sináptica em uma rede artificial.

Max Hamedi é um professor associado do KTH.

“Em vez de transistores que estão ligados ou desligados, e a necessidade de informações serem transportadas para frente e para trás entre o processador e a memória — esses novos computadores dependem de componentes que podem ter vários estados e realizar computação em memória”, diz Hamedi.

A equipe de cientistas do KTH e da Stanford tem trabalhado para testar materiais mais eficientes para construir um ECRAM. Para tornar esses chips comercialmente viáveis, eles precisam de materiais que possam superar a cinética lenta dos óxidos metálicos, bem como a temperatura instável dos plásticos.

Material MXene

Os pesquisadores fabricaram um material conhecido como MXene, que é um composto 2D que é apenas alguns átomos de espessura e consiste em carbeto de titânio. O MXene combina a alta velocidade da química orgânica e a compatibilidade de integração dos materiais inorgânicos.

Os ECRAMs MXene combinam a velocidade, o ruído de gravação, a linearidade, a energia de commutação e as métricas de durabilidade necessárias para a aceleração paralela das redes neurais artificiais (ANNs).

O professor Alberto Salleo, da Universidade de Stanford, é coautor da pesquisa.

“Os MXenes são uma família de materiais emocionais para essa aplicação particular, pois combinam a estabilidade de temperatura necessária para integração com eletrônica convencional com a disponibilidade de um vasto espaço de composição para otimizar o desempenho”, diz Salleo.

De acordo com Hamedi, ainda há muitas barreiras que devem ser superadas se os consumidores forem capazes de comprar seus próprios computadores neuromórficos. No entanto, os ECRAMs 2D são uma grande inovação na área de materiais neuromórficos. Eles podem permitir que a IA seja capaz de se adaptar a entradas confusas e nuances, semelhantes ao cérebro humano. Ao mesmo tempo, exigiria muito menos consumo de energia.