Ученые из Национального университета Сингапура представили особый способ использования стандартного кремниевого транзистора. Новый подход превращает основной элемент микросхем в устройство, способное работать одновременно как биологические нейрон и синапс.
Исследование является частью работы над созданием систем нейроморфных вычислений, воспроизводящих принцип работы человеческого мозга. Такие решения позволяют анализировать информацию последовательно, постоянно обращаясь к памяти, что, в свою очередь, существенно увеличивает скорость вычислений.
Однако существующие нейроморфные компьютеры потребляют много вычислительных ресурсов и, следовательно, электроэнергии. Это делает их непригодными для многих задач.
Кроме того, до недавнего времени нейроморфные системы зависели от сложных многотранзисторных схем или новых материалов, которые еще не удалось испытать в промышленных масштабах. Но новое исследование, похоже, меняет ситуацию коренным образом.
Эксперты из Сингапура продемонстрировали, что один стандартный кремниевый транзистор при определенном расположении и эксплуатации может воспроизводить как возбуждение нейронов, так и изменения синаптической массы. Они добились такого результата за счет регулировки сопротивления объемного вывода до определенных значений.
Это, в свою очередь, позволяет управлять ударной ионизацией и улавливанием заряда внутри транзистора.
На основе этого решения ученые создали двухтранзисторную ячейку, которую назвали NS-RAM (нейросинаптическая память с произвольным доступом). Она может работать в синаптическом и нейронном режимах. В ходе экспериментов ячейка показала низкое энергопотребление, способность сохранять стабильность в течение многих циклов работы, а также стабильное предсказуемое поведение на разных устройствах, сообщает Tech Explore.
