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開發出類大腦的運算儲存裝置

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科技產業資訊室 - 王宣智 發表於 2019年5月10日

圖、開發出類大腦的運算儲存裝置

美國史丹佛大學與桑迪亞實驗室的研究人員仿造人類大腦神經元突觸,開發出快速、高效能、具耐用性的人工突觸晶片。研究成果已經發表在 Science 期刊。
 
大腦具有執行運算與記憶的功能,運作過程僅需要很少的能量。目前的運算模組或記憶模組若是要完成類似一件類似大腦的運算或記憶功能,其耗能相較於大腦而言,是數量級的差別。在運過的過程上,大腦目前常見的電腦也是明顯的不同,大腦可以在一個行動中完成運算和記憶,然而,電腦則是將運算與儲存交由兩組不同的電路,第一組電路完成資料的運算,再由另一組電路完成資料儲存。
 
研究人員開發出一種類似電池的人工突觸,其引入基於連接到導電橋存儲器的聚合物氧化還原晶體的離子浮柵存儲器陣列,讓研究人員可以控制兩個終端之間的電流。只要克服了導電橋存儲器的橋接電壓閾值,就能夠執行晶管陣列的選擇性和線性編程。這是一種特別有效的設計,運算裝置能夠將資料處理和儲存在同一個動作中完成,就類似生物的大腦一樣。研究人員也開發出新的程式化工具,可同時程式化多個人工突觸,減少硬體程式化過程所需的時間。實驗指出,這一個裝置處理與記憶所消耗的能量,僅目前最先進系統的十分之一,且處理速度、再現性和耐久性都超乎預期。
 
低耗能、運算儲存一體的設備,是未來高度自動化、數位化社會發展的重點。本研究成果提供一個可行的研究發展方案,以聚合物與無機物的結合,發展出更多的技術可能性。(574字;圖1)


參考資料:
Fast, efficient and durable artificial synapse developed. Tech Xplore,2019/4/26
Parallel programming of an ionic floating-gate memory array for scalable neuromorphic computing. Science,2019/4/25


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