Ученые Кембриджского университета разработали наноэлектронное устройство на основе оксида гафния, которое имитирует принцип работы мозга и может сократить энергопотребление систем искусственного интеллекта до 70%.
Исследователи из Кембриджа создали мемристор — низкоэнергетический компонент, объединяющий обработку и хранение данных на одном чипе, подобно синапсам человеческого мозга. Это позволяет избежать потерь энергии, характерных для традиционных чипов, где данные постоянно передаются между памятью и процессором.
В отличие от большинства мемристоров, использующих нестабильные «проводящие нити», кембриджская разработка применяет тонкую пленку на основе гафния со стронцием и титаном. Устройство регулирует электричество за счет изменения энергетического барьера на границе материалов, что обеспечивает стабильность и однородность, необходимые для крупномасштабных ИИ-систем.
Лабораторные испытания подтвердили, что устройство выдерживает десятки тысяч циклов, сохраняет данные около суток и поддерживает сотни уровней электрического потока. Рабочие токи снижены в миллион раз по сравнению с более старыми технологиями. Кроме того, чип воспроизводит механизм биологического обучения — пластичность, зависящую от времени возникновения импульсов.
Основным препятствием для внедрения остается высокая температура производства — 700°C, что превышает допустимые значения для стандартных полупроводниковых линий. Авторы исследования сейчас работают над снижением этой температуры. Если это удастся, технология может стать основой для сверхэкономичного оборудования искусственного интеллекта.
Читайте также: «Бауманка бесплатно изготовит передовые фотонные чипы для ученых России».