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能效媲美人腦!中科大新突破:完勝傳統(tǒng)硅基計(jì)算機(jī)

2022-02-09 12:15:16來(lái)源:快科技  

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng)獲悉,該校李曉光教授團(tuán)隊(duì)在前期研究基礎(chǔ)上,基于對(duì)鐵電疇形態(tài)和翻轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)的設(shè)計(jì),在鐵電量子隧道結(jié)中實(shí)現(xiàn)了亞納秒電脈沖下電導(dǎo)態(tài)可非易失連續(xù)調(diào)控的類(lèi)腦突觸器件,可用于構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)腦計(jì)算系統(tǒng)。

該成果已經(jīng)發(fā)表于《自然通訊》雜志上。

據(jù)了解,目前運(yùn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的硬件系統(tǒng)依然基于傳統(tǒng)硅基運(yùn)算器與存儲(chǔ)器,能效遠(yuǎn)低于人腦。

因此,研發(fā)具有神經(jīng)形態(tài)模擬功能的類(lèi)腦器件,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)的核心器件——電子突觸,是進(jìn)一步推進(jìn)人工智能發(fā)展的重要途徑之一。

中科大研究人員制備了高質(zhì)量Ag/PbZr0.52Ti0.48O3(PZT ~1.2 nm,(111)取向)/Nb:SrTiO3鐵電隧道結(jié)。通過(guò)PZT超薄厚度和(111)取向的設(shè)計(jì),獲得了更小的鐵電疇和更連續(xù)的翻轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)行為,更豐富的鐵電多疇亞穩(wěn)態(tài)利于類(lèi)腦突觸器件中多態(tài)的可控調(diào)節(jié)。

研究人員經(jīng)過(guò)推算表明,該鐵電隧道結(jié)構(gòu)建的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算系統(tǒng),有可能實(shí)現(xiàn)相當(dāng)于人腦的優(yōu)秀能效。人腦突觸響應(yīng)速度約亞毫秒,其響應(yīng)速度也比人腦突觸快6個(gè)量級(jí),堪稱(chēng)媲美人腦突觸的能效表現(xiàn)。

責(zé)任編輯:hnmd003

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