Нов тип процесор сменя архитектурата си „в движение”

Нова процесорна технология работи подобно на човешкия мозък (снимка: CC0 Public Domain)   04 Септември, 13:28     0  

Технологията, базирана на молекулярни мемристори, работи аналогично на нервните клетки на човешкия мозък

В разработката на процесора участват учени от Сингапур, Ирландия, САЩ и Индия. Те са успели да преконфигурират „в движение” архитектурата на процесора чрез промяна на приложеното напрежение с цел решаване на различни изчислителни задачи. В статия за разработката, публикувана в последния брой на сп. , учените казват, че по аналогия с нервните клетки на човешкия мозък процесорите с молекулярни мемристори могат да извършват изчисления и да съхраняват информация за бъдещи изчисления.

За разлика от популярните днес невроморфни процесори с архитектура с „шипова” невронна мрежа (SNN), където връзките между „изкуствените неврони” са постоянни, молекулярният мемристорен процесор има възможност да променя програмно своята хардуерна архитектура.

„Мозъкът има забележителна способност да създава и прекъсва връзки между нервните клетки”, казва д-р Р. Стенли Уилямс, професор в катедрата по електротехника и компютърно инженерство в Тексаския университет A&M. „Постигането на нещо физически сравнимо беше изключително трудна задача. Създадохме силно преконфигурируемо молекулно устройство, което се постига не чрез промяна на физическите връзки, както в мозъка, а чрез препрограмиране на неговата логика”.

Според изследователите, новата технология, базирана на молекулярни мемристори, е в състояние да извършва изчисления с висока скорост и енергийна ефективност, което я прави обещаваща за използване в периферни изчислителни устройства и преносима електроника с ограничен ресурс на мощност.

Мемристорите са електронни компоненти, които могат да се трансформират от изолатор в проводник при определена температура и след това да запазят това състояние, което им позволява да извършват изчисления и да съхраняват данни. Въпреки многобройните предимства, традиционните мемристори от метален оксид, като тези, направени от ниобиев диоксид и ванадиев диоксид, съдържат твърде много скъпи редкоземни елементи и работят само в ограничен температурен диапазон.

Сега учените са успели да създадат химическо съединение с централния атом на метала (желязо), който е свързан с три органични молекули (лиганди) на фенилазопиридин. По време на експериментите се оказва, че полученият материал е способен „като електронна гъба” обратимо да абсорбира до шест електрона. С други думи, такъв материал има седем различни редокс състояния, които осигуряват преконфигурируемост на молекулярните мемристори.

Въз основа на този материал изследователите създават миниатюрна електрическа верига от 40-нанометров слой молекулен филм, разположен между слой злато отгоре и нанодиск, напръскан със злато, индиев оксид и калай на дъното.

Прилагайки отрицателен потенциал, учените здабелязват уникалната волт-амперна характеристика на материала: за разлика от мемристорите от метален оксид, които могат да преминат от метално състояние в изолационно състояние само при едно фиксирано напрежение, органичните молекулни мемристори са в състояние да превключват между състоянията на изолатор и проводник при няколко варианта на дискретни последователни напрежения.

Оказва се, че промяната на отрицателното напрежение кара лигандите на молекулата да преминат през поредица от окислителни и редукционни процеси за сметка на електрони, които заставят молекулата да преминава между изключено и включено състояние.

За да представят математически този много сложен волт-амперен профил, учените се отклоняват от традиционното използване на физически уравнения и описват поведението на молекулите, използвайки алгоритми на дървото за намиране на решения с условни изявления „if-then-else”.

Освен това, по време на експеримента изследователите доказват, че изобретените от тях молекулярни мемристори са способни да извършват доста сложни изчисления в една времева стъпка и след това да се препрограмират, за да изпълнят друга задача в следващия тактов цикъл.

Според авторите на проекта, хиляди традиционни транзистори ще бъдат необходими за изпълнение на същите изчислителни функции, които едно от техните молекулярни устройства изпълнява с различни дървета на решения.

Учените очакват новата технология да стане широко разпространена в областта на разработките на енергийно-ефективна независима памет, в икономически ефективни бързи изчисления, базирани на реконфигурируеми молекулярни процесори, в нови поколения смартфони, сензори и други устройства с ограничен ресурс от енергия.

Непосредствените планове на екипа включват разработката на нови електронни устройства на базата на молекулярни мемристори, както и привличане на нови участници в проекта за задълбочено моделиране и тестване на технологията.

Източник: technews.bg

Технологии  
подобни  

Ще лекуват епилепсия със стотици чипове в мозъка

Учените вече са провели успешни експерименти с плъхове


  15 Септември, 21:57      0  

Състезателните автомобили ще горят… вино

Пускат възобновяеми горива на винена основа още през 2022 г.

Нова турбина генерира двойно повече енергия от морските вълни

Инсталацията се отличава с проста конструкция и ниски разходи

Изкуствен интелект се справя с отпадъците

Системата генерира сигнали в реално време и изготвя отчети



от седмицата

видео

Новото най-голямо Виенско колело


Photo Smart Vratsa
последни

вицове

Учителката разказва за животните и сезоните: - Деца. Есен е. Листата на дърветата са окапали. На кого сега му е трудно да се крие в храстите? - На катаджиите - отсича Иванчо.

още вицове

©2015-2021 Vratsa Guide.