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可实现更高层次的联想学习?室温类脑突触晶体管问世

2023-12-21 17:39:33 综合报道 阅读:
大脑的结构与数字计算机有着本质上的不同,在数字计算机中,数据需要在微处理器和内存之间来回移动,这会消耗大量能量,并在多任务处理时遇到瓶颈,而在大脑中,记忆和信息处理位于同一位置,可以将能量效率提高几个数量级···

传统的数字计算系统独立的处理和存储单元,在处理数据密集型任务时会消耗大量能量,而随着智能设备所收集的数据量不断攀升,加之人工智能的高速发展,业界迫切需要一种高效处理数据的新方法。9Gcednc

来自西北大学、波士顿学院和麻省理工学院的研究人员组成的团队,从人脑中汲取灵感,开发出了一种能够进行更高层次思维的新型突触晶体管,这种晶体管可以像人脑一样同时处理和存储信息,相关成果发表在《自然》杂志。9Gcednc

9Gcednc

大脑的结构与数字计算机有着本质上的不同,在数字计算机中,数据需要在微处理器和内存之间来回移动,这会消耗大量能量,并在多任务处理时遇到瓶颈,而在大脑中,记忆和信息处理位于同一位置,可以将能量效率提高几个数量级。9Gcednc

为了更好的实现类脑的效果,研究团队使用了一种依托于莫尔图案的设计,就好像把两种图案相互层叠就会出现莫尔图案,当将二维材料合理的堆叠成莫尔图案时,就会出现单独材料层中不存在的新特性。研究人员将双层石墨烯和六方氮化硼这两种不同类型的材料结合在了一起,通过恰当的将一层相对于另一层旋转,器件就可以在每个石墨烯层中实现不同的电子特性,最终实现了室温下的神经形态功能。9Gcednc

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类脑计算的艺术化概括 来源:西北大学9Gcednc

为了测试晶体管,研究人员采用了一种联想学习的测试方法。首先向设备展示一种模式000(连续三个零),然后要求人工智能识别相似的模式,例如111或101。虽然000和111并不完全相同,但都是连续的三位数字,比起101更为相似,能够认识到相似性是人类认知过程中的一种高级形式,也就是联想学习。实验中,无论如何变换形式,晶体管都成功地实现了相同模式的识别,显示出良好的联想学习能力。9Gcednc

据悉,现有的类脑晶体管大多需要低温才能运行,而这种新型突触晶体管在室温下就能稳定运行,并且运行速度快、能耗低,即使断电也能保留存储的信息,对于实际应用更为友好,有望推动实现更为高效的内存计算设计以及人工智能和机器学习的边缘硬件加速器。9Gcednc

责编:Ricardo
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