Компьютерный компонент, имитирующий синапсы человеческого мозга

Новый компьютерный компонент, разработанный исследователями в KTH Royal Institute of Technology и Stanford University, имитирует человеческий мозг, действуя как синаптическая клетка. Этот новый компонент называется электрохимической случайной доступной памятью (ECRAM).

Рост нейроморфных компьютеров

Компоненты памяти ECRAM были изготовлены из 2D-карбида титана и продемонстрировали впечатляющую способность дополнить классическую транзисторную технологию. Они позволяют коммерциализировать мощные компьютеры, моделирующие нейронную сеть мозга. Эти нейроморфные компьютеры имеют потенциал быть намного более энергоэффективными, чем компьютеры сегодня.

ECRAM имеет архитектуру, которая кардинально отличается от классического компьютерного проектирования, и он действует как синаптическая клетка в искусственной сети.

Макс Хамеди – доцент KTH.

“Вместо транзисторов, которые могут быть либо включены, либо выключены, и необходимости передачи информации туда и обратно между процессором и памятью – эти новые компьютеры полагаются на компоненты, которые могут иметь несколько состояний и выполнять вычисления в памяти”, – говорит Хамеди.

Команда ученых в KTH и Stanford работала над тестированием более эффективных материалов для создания ECRAM. Чтобы сделать эти чипы коммерчески жизнеспособными, им необходимо преодолеть медленную кинетику металлоксидов, а также нестабильную температуру пластиков.

Материал MXene

Исследователи создали материал под названием MXene, который представляет собой 2D-соединение, состоящее всего из нескольких атомов и состоящее из карбида титана. MXene сочетает высокую скорость органической химии и совместимость интеграции неорганических материалов.

ECRAM MXene сочетают скорость, шум записи, линейность, энергетические показатели переключения и метрики долговечности, необходимые для параллельного ускорения искусственных нейронных сетей (ANN).

Профессор Альберто Саллео из Stanford University является соавтором исследования.

“MXene – это интересная семейства материалов для этого конкретного применения, поскольку они сочетают необходимую для интеграции с классической электроникой температуру стабильности с наличием огромного составного пространства для оптимизации производительности”, – говорит Саллео.

По словам Хамеди, все еще существует много барьеров, которые необходимо преодолеть, если потребители хотят иметь возможность купить свои собственные нейроморфные компьютеры. Однако 2D-ECRAM – это значительный прорыв в области нейроморфных материалов. Они могут позволить создать искусственный интеллект, способный адаптироваться к запутанному вводу и нюансам, подобно человеческому мозгу. В то же время это потребует намного меньшего энергопотребления.