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

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.