Инженеры разработали чип для ускоренного обучения нейросетей

Исследователи объединили память, подходящую для быстрого и энергоэффективного обучения нейронных сетей, с существующими микропроцессорными технологиями.

Инженеры из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне интегрировали электрохимическую оперативную память (ECRAM) с кремниевыми полупроводниками. Технология позволит ускорить глубокое обучение нейронных сетей и сократить затраты на работу систем искусственного интеллекта.

Исследователи использовали для создания памяти материалы, совместимые с современными полупроводниковыми технологиями (КМОП): оксид вольфрама для затвора и канала, оксид циркония для электролита и протоны в качестве подвижных ионов. Это позволило интегрировать устройство в стандартную микроэлектронику.

Процесс изготовления ECRAM. Изображение: Jinsong Cui et al., Nature Electronics

ECRAM — это ячейка памяти или устройство, которое использует одно и то же пространство для хранения данных и вычислений. Такая нестандартная архитектура устраняет затраты энергии на передачу данных между памятью и процессором, позволяя очень быстро и эффективно выполнять операции с интенсивным использованием данных.

Электрохимическая память кодирует информацию, перемещая мобильные ионы между воротами и каналом. Электрические импульсы, подаваемые на клемму затвора, либо вводят ионы в канал, либо вытягивают их, результирующее изменение электропроводности канала сохраняет информацию. Оно считывается путем измерения электрического тока, протекающего по каналу. Электролит между затвором и каналом предотвращает нежелательный поток ионов, позволяя памяти работать в энергонезависимом режиме.

Исследователи продемонстрировали, что созданное устройство демонстрировало высокую скорость переключения, выдерживало более 100 миллионов циклов чтения-записи и было намного эффективнее, чем стандартная технология памяти. При этом канал надежно удерживает ионы часами, чего достаточно для обучения большинства глубоких нейронных сетей. Поскольку материалы совместимы с технологиями микропроизводства, устройства могут быть уменьшены до микро- и наноразмеров, что обеспечивает высокую плотность и вычислительную мощность.


Читать далее:

Ключевую теорию квантовой физики наконец-то доказали. Главное

Биологи узнали, как раковые клетки ускользают от иммунной системы

Найден способ снизить сахар в крови без уколов инсулина

На обложке: массив ECRAM. Изображение: The Grainger College of Engineering at University of Illinois Urbana-Champaign

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
В Марианской впадине обнаружили разнообразие неизвестных форм жизни
Наука
Загадочное явление в центре Млечного Пути может скрывать новый вид темной материи
Космос
Геологи раскрыли секреты изменения климата перед вымиранием динозавров
Наука
Физики наблюдали квантовые торнадо: вихри, в которые «превращаются» электроны
Наука
«Уэбб» обнаружил галактику с неожиданно сложной химией на заре Вселенной
Космос
Инженеры создали сверхпрочный материал, вдохновленный структурой морской губки
Новости
Раскрыт секрет «брони», которая защищает бактерии туберкулеза во время полета
Наука
Протез с осязанием: ученые создали руку, которая точно «знает», что хватает
Новости
Зрение восстановили после «необратимых повреждений» с помощью стволовых клеток
Наука
Обнаружен «старший брат» Стоунхенджа: памятник в Дорчетере старше на 300 лет
Наука
Зонд «Юнона» раскрыл тайны лавовых озер на вулканическом спутнике Юпитера
Космос
Разработана технология, которая позволяет роботам «плести» тело, как пауки паутину
Новости
Телескоп «Уэбб» рассмотрел уникальные детали рождения двух звезд
Космос
Предиктивная аналитика: как прогнозы в промышленности помогают повысить маржинальность
Мнения
Сапфировые наноструктуры защищают экраны от царапин, а линзы — от запотевания и влаги
Наука
Ученые разрабатывают «искусственные мышцы» для борьбы с тремором рук
Наука
Модуль «Афина» упал при посадке на Луну, но луноход и часть приборов работают
Космос
«Убегающие» звезды указали на скрытую черную дыру вблизи Млечного Пути
Космос
Испытания ракеты Starship Илона Маска вновь закончились взрывом в небе
Космос
Гуманоидный робот с ИИ начал работать в лаборатории по созданию лекарств
Новости