หน่วยความจำที่ดีกว่าสำหรับการคำนวณเหมือนสมอง

สึกุบะ ประเทศญี่ปุ่น 15 พฤษภาคม พ.ศ. 2021 – (ACN Newswire) – นักวิทยาศาสตร์กำลังพัฒนาให้ดีขึ้นในการสร้างจุดเชื่อมต่อที่เหมือนเซลล์ประสาทสำหรับคอมพิวเตอร์ที่เลียนแบบการประมวลผล การจัดเก็บ และการเรียกคืนข้อมูลแบบสุ่มของสมองมนุษย์ Fei Zhuge จาก Chinese Academy of Sciences และเพื่อนร่วมงานได้ทบทวนการพัฒนาล่าสุดในการออกแบบ 'memristors' เหล่านี้สำหรับวารสาร Science and Technology of Advanced Materials

คอมพิวเตอร์ใช้โปรแกรมปัญญาประดิษฐ์เพื่อเรียกคืนข้อมูลที่เรียนรู้ก่อนหน้านี้และคาดการณ์ โปรแกรมเหล่านี้ใช้พลังงานและเวลามากเป็นพิเศษ: โดยทั่วไปแล้ว ข้อมูลปริมาณมหาศาลจะต้องได้รับการถ่ายโอนระหว่างหน่วยความจำและหน่วยประมวลผลที่แยกจากกัน เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยได้พัฒนาฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่ช่วยให้สามารถถ่ายโอนและจัดเก็บข้อมูลแบบสุ่มและพร้อมกันได้มากขึ้น เช่นเดียวกับสมองของมนุษย์

วงจรอิเล็กทรอนิกส์ในคอมพิวเตอร์ 'neuromorphic' เหล่านี้รวมถึง memristors ที่คล้ายกับทางแยกระหว่างเซลล์ประสาทที่เรียกว่า synapses พลังงานไหลผ่านวัสดุจากอิเล็กโทรดหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง เหมือนกับเซลล์ประสาทที่ส่งสัญญาณผ่านไซแนปส์ไปยังเซลล์ประสาทถัดไป ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์กำลังหาวิธีปรับแต่งสื่อกลางนี้ให้ดีขึ้น เพื่อให้การไหลของข้อมูลมีความเสถียรและเชื่อถือได้มากขึ้น

"ออกไซด์เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเมมริสเตอร์" Zhuge กล่าว “แต่เมมเบรนออกไซด์มีเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือไม่น่าพอใจ โครงสร้างไฮบริดที่ใช้ออกไซด์สามารถปรับปรุงสิ่งนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ”

เมมเบรนมักทำจากวัสดุที่มีออกไซด์ซึ่งประกบอยู่ระหว่างอิเล็กโทรดสองขั้ว นักวิจัยกำลังได้รับผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเมื่อรวมวัสดุที่มีออกไซด์เป็นส่วนประกอบสองชั้นหรือมากกว่าระหว่างอิเล็กโทรด เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเครือข่าย จะเหนี่ยวนำให้ไอออนลอยอยู่ภายในชั้น การเคลื่อนที่ของไอออนจะเปลี่ยนความต้านทานของเมมริสเตอร์ในที่สุด ซึ่งจำเป็นต้องส่งหรือหยุดสัญญาณผ่านทางแยก

สามารถปรับเมมริสเตอร์เพิ่มเติมได้โดยการเปลี่ยนสารประกอบที่ใช้สำหรับอิเล็กโทรดหรือโดยการปรับวัสดุที่มีออกไซด์ระดับกลาง Zhuge และทีมของเขากำลังพัฒนาคอมพิวเตอร์เกี่ยวกับระบบประสาท optoelectronic neuromorphic โดยใช้เมมริสเตอร์ออกไซด์ที่ควบคุมด้วยแสง เมื่อเทียบกับเมมเบรนอิเล็กทรอนิกส์ โฟโตนิกคาดว่าจะมีความเร็วในการทำงานที่สูงขึ้นและใช้พลังงานน้อยลง สามารถใช้เพื่อสร้างระบบภาพประดิษฐ์รุ่นต่อไปที่มีประสิทธิภาพในการคำนวณสูง

ข้อมูลเพิ่มเติม
เฟยจูเกะ
จีน Academy of Sciences
อีเมล:

เกี่ยวกับวารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของวารสารวัสดุขั้นสูง (STAM)
วารสารการเข้าถึงแบบเปิด STAM ตีพิมพ์บทความวิจัยที่โดดเด่นในทุกแง่มุมของวัสดุศาสตร์ รวมถึงวัสดุที่ใช้งานได้และโครงสร้าง การวิเคราะห์เชิงทฤษฎี และคุณสมบัติของวัสดุ

ดร.โยชิคาสึ ชิโนฮาระ
ผู้อำนวยการสำนักพิมพ์ Stam
อีเมล:

ข่าวประชาสัมพันธ์เผยแพร่โดย ResearchSEA for Science and Technology of Advanced Materials

หัวข้อ: การวิจัยและพัฒนา

ที่มา: วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของวัสดุขั้นสูง
ภาค: นาโนเทคโนโลยี

https://www.acnnewswire.com

จาก Asia Corporate News Network

ลิขสิทธิ์© 2021 ACN Newswire สงวนลิขสิทธิ์. แผนกหนึ่งของ Asia Corporate News Network

ที่มา: http://www.acnnewswire.com/press-release/english/66672/