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        能存儲(chǔ)并處理數(shù)據(jù)的蜂蜜憶阻器問世

        2022-07-13 09:05:10
        共產(chǎn)黨員(遼寧) 2022年11期
        關(guān)鍵詞:阻器輸入輸出人腦

        美國華盛頓州立大學(xué)工程師在《物理學(xué)雜志D》上發(fā)表論文稱,他們利用蜂蜜研制出了一款憶阻器。這是一種類似于晶體管的組件,不僅可處理數(shù)據(jù),還可存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。未來,他們或許能將數(shù)以百萬計(jì)或數(shù)十億計(jì)的蜂蜜憶阻器整合在一起,創(chuàng)建出一款功能與人腦非常相似的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

        傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu),包括輸入輸出設(shè)備、中央處理器以及存儲(chǔ)器等,所有信息的輸入輸出和處理過程需要消耗大量能量,如日本“富岳”超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行功率超過28 兆瓦,而大腦的運(yùn)行功率僅為10—20 瓦。此外,人腦擁有1000 多億個(gè)神經(jīng)元,還有1000 萬億個(gè)連接這些神經(jīng)元的突觸,每個(gè)神經(jīng)元都可以處理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù),這使人腦比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)效率更高,神經(jīng)形態(tài)計(jì)算機(jī)旨在模擬人腦,其比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度更快、功耗更低,因此被譽(yù)為計(jì)算的未來。

        包括英特爾和IBM 在內(nèi)的幾家公司已經(jīng)發(fā)布了神經(jīng)形態(tài)芯片,盡管每款芯片擁有超過1 億個(gè)“神經(jīng)元”,但與人腦中神經(jīng)元的數(shù)量相比相形見絀。此外,許多開發(fā)者仍在使用一些不可再生的有毒材料開發(fā)這樣的設(shè)備。鑒于此,本研究通訊作者、工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院副教授趙峰(音譯)等人一直在為這種新型計(jì)算機(jī)尋找可生物降解和可再生的解決方案,最終發(fā)現(xiàn)了蜂蜜的潛力。

        在最新研究中,趙峰團(tuán)隊(duì)將蜂蜜加工成固體并夾在兩個(gè)金屬電極之間,制造出這款微米尺度的蜂蜜憶阻器,他們計(jì)劃進(jìn)一步縮小尺寸到納米尺度,并將數(shù)百萬甚至數(shù)十億蜂蜜憶阻器整合在一起,形成一個(gè)完整的神經(jīng)形態(tài)計(jì)算系統(tǒng)。

        趙峰說:“蜂蜜不易變質(zhì),水分濃度非常低,因此細(xì)菌無法在其中生存,這意味著這些計(jì)算機(jī)芯片將在很長一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。而且,新開發(fā)出的蜂蜜憶阻器芯片應(yīng)該能耐受神經(jīng)形態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的較低熱量。此外,它還將減少電子垃圾——要處理用蜂蜜制成的電腦芯片設(shè)備時(shí),將它們?nèi)芙庠谒芯托?。?/p>

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