Розроблено молекулярну плівку для нейроморфних комп’ютерів майбутнього

Науковці з Індійського інституту зробили значний прорив у розробці аналогової обчислювальної платформи, яка зберігає та обробляє дані в молекулярній плівці, що підтримує 16 500 станів провідності, відкриваючи нові можливості для енергоефективних обчислень.

Фундаментальною проблемою сучасних цифрових комп’ютерів є надмірне споживання енергії при виконанні матричних обчислень, які є основою багатьох алгоритмів штучного інтелекту (ШІ). Нова платформа вирішує цю проблему, суттєво зменшуючи енергетичні витрати та час обчислень завдяки використанню молекулярної плівки, в якій молекули та іони постійно змінюють свої положення, формуючи багатоступеневу систему пам’яті. Це дозволяє значно підвищити ефективність обробки великих масивів даних, зокрема, для навчання мовних моделей.

Головною інновацією є здатність молекулярної плівки фіксувати велику кількість проміжних станів електропровідності, що раніше було недосяжним для традиційних цифрових пристроїв, які обмежені двома станами — 0 та 1. Дослідники знайшли спосіб використання точних імпульсів напруги для контролю молекулярних рухів і перетворення кожного руху на окремий електричний сигнал, створюючи систему, подібну до людського мозку. Така архітектура дозволяє одночасно записувати та обробляти інформацію в одному й тому ж місці, що є великим кроком вперед у створенні нейроморфних обчислювальних систем.

Однак вченим довелося розробити спеціальну плату для точного вимірювання станів провідності, оскільки існуюче обладнання не могло забезпечити необхідну точність вимірювань. Ця плата дозволяє визначати напругу в мільйонних частках вольта, що відкриває доступ до раніше недосяжних обчислювальних можливостей.

Як доказ ефективності нової системи, науковці продемонстрували її можливості, відтворивши зображення “Стовпів Творіння” — відомого астрономічного знімка туманності Орла. Якщо раніше для цього потрібен був суперкомп’ютер, то завдяки новій платформі вдалося виконати це завдання на звичайному ноутбуці, значно скоротивши час і енергетичні витрати.

Ця розробка є частиною глобального розвитку нейроморфних обчислювальних систем. Наприклад, у квітні 2024 року компанія Intel представила нейроморфну систему Hala Point, здатну обробляти інформацію в 50 разів швидше і при цьому споживати в 100 разів менше енергії порівняно з традиційними обчислювальними системами. Такі розробки відкривають нові горизонти для енергоефективних технологій і можуть революціонізувати майбутні обчислювальні процеси.

Источник: cikavosti.com