Komputasi Berbasis Otak yang Efisien Menggunakan Resistor Memori Berbasis Graphene

Memori Graphene membuka pintu untuk komputasi biomimetik. Kredit: Jennifer M. McCann / Penn State

Karena kemajuan dalam komputasi tradisional melambat, bentuk komputasi baru telah mengemuka. Di Penn State, tim insinyur mencoba merintis jenis komputasi yang meniru efisiensi jaringan saraf otak dengan memanfaatkan sifat analogi otak.

Komputasi modern bersifat numerik, terdiri dari dua status, on-off atau satu dan nol. Komputer analog, seperti otak, memiliki banyak kemungkinan. Ini adalah perbedaan antara menyalakan atau mematikan sakelar lampu dan menyalakan sakelar peredup pada jumlah pencahayaan yang bervariasi.

Komputasi neuromorfik atau otak telah dipelajari selama lebih dari 40 tahun, menurut Saptarshi Das, pemimpin tim dan asisten profesor teknik ilmiah dan mesin Penn State. Yang baru adalah ketika batasan komputasi digital telah tercapai, kebutuhan akan pemrosesan gambar berkecepatan tinggi, misalnya untuk kendaraan otonom, semakin meningkat. Munculnya data besar, yang membutuhkan pengenalan model yang sangat cocok dengan arsitektur otak, adalah pendorong lain dalam pencarian komputasi neuromorfik.

“Kami memiliki komputer yang kuat, tanpa diragukan lagi, masalahnya adalah Anda harus menyimpan memori di satu tempat dan melakukan komputasi di tempat lain,” kata Das.

Transmisi data ini dari memori ke logika dan sebaliknya membutuhkan banyak energi dan memperlambat kecepatan komputasi. Selain itu, arsitektur komputer ini membutuhkan banyak ruang. Jika komputer dan penyimpanan memori dapat ditempatkan di ruang yang sama, kemacetan ini dapat diatasi.

“Kami membuat jaringan saraf tiruan, yang berusaha meniru energi dan efisiensi area otak,” jelas Thomas Shranghamer, seorang mahasiswa doktoral di kelompok Das dan penulis pertama pada artikel yang baru-baru ini diterbitkan di Komunikasi Alam. “Otak begitu kompak sehingga bisa muat di atas bahu Anda, sementara superkomputer modern menempati ruang berukuran dua atau tiga lapangan tenis.”

Seperti sinapsis yang menghubungkan neuron di otak yang dapat dikonfigurasi ulang, jaringan saraf tiruan yang sedang dibangun oleh tim dapat dikonfigurasi ulang dengan menerapkan medan listrik pendek ke selembar kertas. graphene, lapisan atom karbon tebal. Dalam karya ini mereka menunjukkan setidaknya 16 kemungkinan status memori, sebagai lawan dua di sebagian besar memori berbasis oksida, atau resistor memori.

“Apa yang kami tunjukkan adalah bahwa kami dapat mengontrol sejumlah besar status memori dengan presisi dengan menggunakan transistor untuk efek medan graphene sederhana,” kata Das.

Tim berpikir bahwa meningkatkan teknologi ini ke skala komersial dapat dilakukan. Dengan banyaknya perusahaan semikonduktor terbesar yang secara aktif mencari komputasi neuromorfik, Das yakin mereka akan menemukan pekerjaan yang menarik ini.

Selain Das dan Shranghamer, penulis tambahan pada makalah, berjudul “Sinapsis Graphene Memristive untuk Komputasi Neuromorfik Presisi Tinggi,” adalah Aaryan Oberoi, seorang mahasiswa doktoral di bidang sains dan teknik mesin.

Referensi: 29 Oktober 2020, Komunikasi Alam.

Kantor Riset Angkatan Darat mendukung pekerjaan ini. Tim mengajukan paten atas penemuan ini.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.