Комп’ютерний компонент імітує синапси людського мозку

Новий комп’ютерний компонент, розроблений дослідниками в KTH Королівському технологічному інституті та Стенфордському університеті, імітує людський мозок, діючи як синаптична клітина. Новий компонент називається електрохімічною випадковою доступною пам’яттю (ECRAM).

Поява нейроморфних комп’ютерів

Компоненти пам’яті ECRAM були виготовлені з 2D титанкарбіду, і вони продемонстрували вражаючу здатність доповнювати класичну транзисторну технологію. Вони дозволяють комерціалізувати потужні комп’ютери, змодельовані за прикладом нейронної мережі мозку. Ці нейроморфні комп’ютери мають потенціал бути значно більш енергоефективними, ніж сучасні комп’ютери.

ECRAM має архітектуру, яка суттєво відрізняється від класичної обчислювальної техніки, і діє як синаптична клітина в штучній мережі.

Макс Хамеді – асоційований професор KTH.

“Замість транзисторів, які можуть бути тільки увімкнені або вимкнені, і необхідності переносити інформацію туди і назад між процесором і пам’яттю – ці нові комп’ютери використовують компоненти, які можуть мати кілька станів і виконувати обчислення в пам’яті”, – говорить Хамеді.

Команда вчених в KTH і Стенфорді працює над тестуванням більш ефективних матеріалів для створення ECRAM. Для того, щоб зробити ці чіпи комерційно життєздатними, їм потрібні матеріали, які можуть подолати повільну кінетику металічних оксидів, а також нестабільну температуру пластиків.

Матеріал MXene

Дослідники створили матеріал під назвою MXene, який є 2D сполукою, товщина якої становить лише кілька атомів і складається з титанкарбіду. MXene поєднує високу швидкість органічної хімії та інтеграційну сумісність неорганічних матеріалів.

ECRAM на основі MXene поєднує швидкість, шум запису, лінійність, енергію перемикання та показники витривалості, необхідні для паралельного прискорення штучних нейронних мереж (ANN).

Професор Альберто Саллео з Стенфордського університету є співавтором дослідження.

“MXene – це цікава сім’я матеріалів для цього конкретного застосування, оскільки вони поєднують необхідну для інтеграції з традиційною електронікою температуру стабільності з наявністю великого складу для оптимізації продуктивності”, – говорить Саллео.

За словами Хамеді, все ще залишається багато бар’єрів, які потрібно подолати, якщо споживачі будуть мати можливість купувати свої власні нейроморфні комп’ютери. Однак 2D ECRAM – це значний прорив у галузі нейроморфних матеріалів. Вони можуть дозволити створити штучний інтелект, який зможе адаптуватися до плутаної інформації та нюансів, подібно до людського мозку. При цьому це буде вимагати значно менше енергоспоживання.