Исследователи Кембриджского университета представили инновационное наноэлектронное устройство, основанное на принципах работы человеческого мозга. Специалисты создали мемристор, использующий модифицированный оксид гафния (HfO₂), в который добавлены стронций и титановый элемент. Это устройство обещает кардинально сократить энергопотребление в системах искусственного интеллекта.
Традиционные ИИ-чипы требуют значительных объёмов энергии, так как данные постоянно перемещаются между памятью и процессором. Разработанный мемристор, в сравнении с ними, применяет принцип вычислений в памяти, что позволяет хранить и обрабатывать данные в одном месте, подобно нейронам человеческого мозга.
Текущие мемристоры основаны на обратимом образовании проводящих нитей в их рабочем слое, что делает их непредсказуемыми и потенциально ненадёжными. Ученые из Кембриджа предлагают решение, заменив нестабильные нити на транзисторы. Это обеспечивает предсказуемость и стабильность характеристики, что является важным элементом их успеха.
Новые мемристоры работают через асимметричные p-n-гетеропереходы, что позволяет им генерировать множество уровней проводимости с высокой стабильностью. Это делает их аналогами синапсов, которые функционируют с разными концентрациями медиаторов и могут запускать электрический импульс только при достижении определённого уровня.
Данная разработка позволяет создать ИИ-системы, которые не только эффективно хранят информацию, но и учатся, приближаясь к функционалу человеческого мозга. Улучшенные характеристики мемристоров обернутся снижением энергопотребления до 70%, что имеет первостепенное значение в условиях растущих потребностей современных моделей искусственного интеллекта.