Componente de computador imita sinapses do cérebro humano

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

Ascensão dos Computadores Neuromórficos

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

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

Max Hamedi é professor associado do KTH. 

“Em vez de transistores que estão ligados ou desligados e a necessidade de que as informações sejam transportadas entre o processador e a memória – esses novos computadores contam com componentes que podem ter vários estados e executam computação na memória”, diz Hamedi .

A equipe de cientistas da KTH e Stanford tem trabalhado para testar materiais mais eficientes para a construção de um ECRAM. Para tornar esses chips comercialmente viáveis, eles exigem 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 com apenas alguns átomos de espessura e consiste em carboneto de titânio. MXene combina a alta velocidade da química orgânica e a compatibilidade de integração de materiais inorgânicos.

As ECRAMs MXene combinam velocidade, ruído de gravação, linearidade, energia de comutação e métricas de resistência necessárias para aceleração paralela de redes neurais artificiais (ANNs).

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

“Os MXenes são uma família de materiais interessantes para esta aplicação específica, pois combinam a estabilidade de temperatura necessária para integração com eletrônicos convencionais com a disponibilidade de um vasto espaço de composição para otimizar o desempenho”, diz Salleo.

Segundo Hamedi, ainda existem muitas barreiras que precisam ser superadas para que os consumidores possam comprar seus próprios computadores neuromórficos. No entanto, os ECRAMs 2D são um grande avanço na área de materiais neuromórficos. Eles poderiam permitir uma IA capaz de se adaptar a informações e nuances confusas, semelhantes ao cérebro humano. Ao mesmo tempo, exigiria muito menos consumo de energia.