En neuromorf synapse skabt af kernematerialer til OLED-tv

24. marts 2023 (Nanowerk nyheder) ChatGPTs indvirkning strækker sig ud over uddannelsessektoren og forårsager betydelige ændringer på andre områder. Det kunstig intelligens (AI) sprogmodel er anerkendt for sin evne til at udføre forskellige opgaver, herunder papirskrivning, oversættelse, kodning og mere, alt sammen gennem spørgsmål-og-svar-baserede interaktioner. AI-systemet er afhængig af dyb læring, som kræver omfattende træning for at minimere fejl, hvilket resulterer i hyppige dataoverførsler mellem hukommelse og processorer. Traditionelle digitale computersystemers von Neumann-arkitektur adskiller imidlertid lagring og beregning af information, hvilket resulterer i øget strømforbrug og betydelige forsinkelser i AI-beregninger. Forskere har udviklet halvlederteknologier, der er egnede til AI-applikationer for at løse denne udfordring. Et forskerhold ved POSTECH, ledet af professor Yoonyoung Chung (Afdeling for Elektroteknik, Institut for Halvlederteknik), Professor Seyoung Kim (Afdeling for Materialevidenskab og Teknik, Institut for Halvlederteknik) og Ph.D. kandidat Seongmin Park (Department of Electrical Engineering), har udviklet en højtydende AI-halvlederenhed, der bruger indium-gallium-zinkoxid (IGZO), en oxid-halvleder, der er meget udbredt i OLED-skærme. Den nye enhed har vist sig at være fremragende med hensyn til ydeevne og strømeffektivitet. Forskningen blev offentliggjort i Avancerede elektroniske materialer ("Stærkt lineær og symmetrisk analog neuromorf synapse baseret på metaloxid-halvledertransistorer med selvsamlet monolag til højpræcision neural netværksberegning"). Struktur af den foreslåede AI synaptiske enhed. To oxid-halvledertransistorer er forbundet; den ene til at skrive og den anden til at læse. (Billede: POSTECH) Effektive AI-operationer, som f.eks. ChatGPT, kræver, at beregninger finder sted i den hukommelse, der er ansvarlig for lagring af information. Desværre var tidligere AI-halvlederteknologier begrænset til at opfylde alle kravene, såsom lineær og symmetrisk programmering og ensartethed, for at forbedre AI-nøjagtigheden. Forskerholdet søgte IGZO som et nøglemateriale til AI-beregninger, der kunne masseproduceres og give ensartethed, holdbarhed og computernøjagtighed. Denne forbindelse består af fire atomer i et fast forhold mellem indium, gallium, zink og oxygen og har fremragende elektronmobilitet og lækstrømsegenskaber, som har gjort det til et bagplan på OLED-skærmen. Ved hjælp af dette materiale udviklede forskerne en ny synapseanordning bestående af to transistorer forbundet gennem en lagerknude. Den præcise kontrol af denne nodes opladnings- og afladningshastighed har gjort det muligt for AI-halvlederen at opfylde de forskellige ydeevnemålinger, der kræves for ydeevne på højt niveau. Endvidere ansøger neuromorfisk synaptiske enheder til et storstilet AI-system kræver, at udgangsstrømmen fra synaptiske enheder minimeres. Forskerne bekræftede muligheden for at bruge de ultratynde filmisolatorer inde i transistorerne til at styre strømmen, hvilket gør dem velegnede til AI i stor skala. Forskerne brugte den nyudviklede synaptiske enhed til at træne og klassificere håndskrevne data, hvilket opnåede en høj nøjagtighed på over 98%, hvilket bekræfter dets potentielle anvendelse i højnøjagtighed AI-systemer i fremtiden. Professor Chung forklarede: "Betydningen af ​​mit forskerholds præstation er, at vi overvandt begrænsningerne ved konventionelle AI-halvlederteknologier, der udelukkende fokuserede på materialeudvikling. For at gøre dette brugte vi materialer, der allerede var i masseproduktion. Desuden blev lineære og symmetriske programmeringsegenskaber opnået gennem en ny struktur ved hjælp af to transistorer som en synaptisk enhed. Vores succesfulde udvikling og anvendelse af denne nye AI-halvlederteknologi viser således et stort potentiale til at forbedre effektiviteten og nøjagtigheden af ​​AI."

• SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
• Platoblokkæde. Web3 Metaverse Intelligence. Viden forstærket. Adgang her.
• Kilde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62667.php