Исследователи из Кембриджского университета создали новое наноэлектронное устройство, вдохновлённое функционированием человеческого мозга. Это мемристор, основанный на модифицированном оксиде гафния (HfO₂) с добавлением стронция и титана, обещает сократить энергопотребление в системах искусственного интеллекта.
Традиционные чипы для ИИ требуют больших объёмов энергии, что связано с частым перемещением данных между оперативной памятью и процессором. В отличие от них, новое устройство реализует концепцию вычислений в памяти, что позволяет хранить и обрабатывать информацию в одном месте, как это происходит в нейронных клетках мозга.
В отличие от классических мемристоров, которые основываются на формировании проводящих нитей, учёные из Кембриджа разработали структуру, напоминающую транзистор в ячейке мемристора, что обеспечивает большую стабильность устройства. Это позволяет создать сотни устойчивых уровней проводимости и высокую повторяемость характеристик при массовом производстве.
Мемристоры на основе асимметричных p-n-гетеропереходов работают как диоды или транзисторы, что придаёт им впечатляющую стабильность и возможность формирования множественных уровней. Это сравнимо с работой синапсов в человеческом мозге, которые функционируют с аналоговыми концентрациями медиаторов.
Новое решение устранит основные проблемы существующих мемристоров, включая случайность поведения и низкую повторяемость. По ожиданиям исследователей, такие мемристоры смогут существенно сократить энергозатраты ИИ-платформ, что актуально в условиях роста потребления энергии большими моделями ИИ до 70%.