Наука

Розроблено молекулярну плівку для нейроморфних комп’ютерів майбутнього

1. Індійські вчені створили платформу для енергоефективних обчислень 2. Молекулярна плівка скоротить енерговитрати для нейроморфних систем Нова платформа на основі молекулярної плівки знижує енергоспоживання та прискорює обчислення в нейроморфіці.

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.

Back to top button