Исследователи из Кембриджского университета представили новое наноэлектронное устройство, которое копирует принципы функционирования человеческого мозга. Это мемристор, выполненный на основе модифицированного оксида гафния (HfO₂) с добавлением стронция и титана, предназначен для значительного сокращения энергопотребления искусственного интеллекта.
Традиционные чипы ИИ испытывают трудности из-за высокого расхода энергии, связанного с постоянной передачей данных между процессором и памятью. Новое устройство реализует концепцию вычислений в памяти, что позволяет сохранить и обработать информацию в одном месте, как это происходит в мозговых клетках.
В отличие от классических мемристоров, которые полагаются на образование проводящих нитей, учёные из Кембриджа создали структуру, основанную на транзисторах. Это обеспечивает большую стабильность характеристик, что является критически важным для успешного функционирования устройства.
Разработанные мемристоры обеспечивают стабильные уровни проводимости благодаря асимметричным p-n-гетеропереходам. Это открывает возможность создания множества устойчивых уровней проводимости, что приближает их к работе синапсов в мозге.
Такие «транзисторные» мемристоры имеют потенциал для применения в ИИ-нейросетях, аналогичных работе мозга и с меньшими затратами энергии. Новая технология устраняет основные недостатки существующих мемристоров, такие как низкая повторяемость и высокие напряжения, обеспечивая эффективное адаптвное обучение.
Ожидается, что внедрение данных устройств может сократить энергозатраты ИИ-платформ до 70%, что особенно актуально в условиях роста потребления энергии современными ИИ-системами.