Powstał grafenowy memrystor, który jest przyszłością komputerów biomimetycznych
Jako że postęp w tradycyjnych formach przetwarzania komputerowego zwalnia, nowe wysuwają się na pierwszy front, a jedną z nich jest biomimetyka - naukowcy z Penn State próbują właśnie stworzyć komputer, który wiernie imituje wydajność analogowej sieci neuronowej mózgu.
Współczesne przetwarzanie danych jest cyfrowe, oparte o dwa stany, zero jedynkowy albo on/off, podczas gdy komputery analogowe mają wiele możliwych stanów - to jak różnica między włączaniem i wyłączeniem świata a stosowaniem ściemniacza, który pozwala na uzyskanie wielu różnych stopni światła. Inżynieria neuromorficzna, czyli inspirowana mózgiem, jest przedmiotem badań od ponad 40 lat, ale dopiero teraz zaczyna wysuwać się na pierwszy plan, bo zaczynamy osiągać limity w przetwarzaniu cyfrowym, a coraz bardziej potrzebujemy szybkiego przetwarzania obrazów, np. do samochodów autonomicznych. - Mamy potężne komputery, bez wątpienia, ale problemem jest to, że musimy przechowywać pamięć w jednym miejscu i dokonywać przetwarzania w innym - tłumaczy Saptarshi Das, profesor Penn State.
Przerzucanie danych między pamięcią i układami logiki pochłania mnóstwo energii i spowalnia tempo przetwarzania, a co więcej architektura komputerowa wymaga mnóstwo miejsca. A jeśli przetwarzanie i przechowywanie pamięci odbywało się w jednym miejscu, wąskie gardło zostałoby wyeliminowane: - Tworzymy sztuczne sieci neuronowe, które mają imitować energię i efektywność obszarową mózgu. Mózg jest tak kompaktowy, że mieści się nam w głowie, podczas gdy superkomputery zajmują powierzchnię dwóch, a nawet trzech kortów tenisowych - dodaje inny z uczonych.
I tak jak synapsy łączące neurony w mózgu mogą być przekonfigurowane, tak samo naukowcy chcą podejść do kwestii rekonfiguracji sztucznych sieci neuronowych, poprzez dodanie pola elektrycznego do arkusza grafenu - warstwy atomów węgla o grubości jednego atomu. W ich najnowszych badaniach udało się uzyskać w ten sposób co najmniej 16 możliwych stanów pamięci, w odróżnieniu od dwóch w tradycyjnym memrystorze (jeden z podstawowych biernych elementów elektronicznych - działa jako pojedyncza komórka pamięci, może być użyty do przechowywania jednego bitu informacji, a jego rezystancja może być sterowana prądowo).
- Pokazaliśmy, że możemy z dużą precyzją kontrolować dużą liczbę stanów pamięci, wykorzystując tranzystory prostego pola grafenowego - podsumowują. Pytanie tylko, czy komercjalizacja takiego rozwiązania jest możliwa i opłacalna? Zdaniem naukowców tak, szczególnie że wiele ogromnych koncernów zajmujących się półprzewodnikami aktywnie intereuje się przetwarzaniem biomimetycznym.
Źródło: GeekWeek.pl/phys.org
