Сінгапурські вчені розробили молекулярний мемристор-чіпи з ними можна буде змінювати під різні завдання

9

Вчені національного університету сінгапуру заявили про створення молекулярного пристрою, який може бути налаштований для виконання різних обчислювальних завдань. У перспективі воно зможе використовуватися як в системах для периферійних обчислень, так і в мобільних пристроях, забезпечуючи при цьому низьке споживання енергії.

Джерело: freepik.com

Сінгапурські вчені працювали над проектом за підтримки індійської асоціації розвитку науки, hewlett packard enterprise, університету лімеріка (ірландія), університету оклахоми (сша) і техаського університету a&m (сша). В результаті на світ з’явився новий молекулярний мемристор або електронний запам’ятовуючий пристрій, що володіє «винятковою реконфігуруемостью пам’яті». В основі сучасних електронних пристроїв, відзначають автори, лежать напівпровідникові логічні схеми, перемикачі на яких жорстко фіксовані на виконанні певних логічних операцій. Нова технологія дозволяє швидко змінювати конфігурацію схем за допомогою додатка напруги, що в перспективі зможе змінити основи архітектури проектування чіпів. В результаті напівпровідникові компоненти нового покоління зможуть забезпечити більш високу продуктивність.

Голова дослідницької групи доцент а. Аріандо (а. Ariando) прокоментував проект: «нове відкриття може сприяти розвитку периферійних обчислень як високотехнологічного обчислення в пам’яті для подолання [проблеми]» пляшкового горлечка «фон неймана — затримки в обробці даних, що спостерігається в безлічі цифрових технологій через фізичного поділу пам’яті і процесора».

Джерелом натхнення при роботі над проектом послужив людський мозок. «подібно до гнучкості та адаптивності зв’язків у людському мозку наш пристрій пам’яті може реконфігуровуватися в процесі роботи, для виконання різних обчислювальних завдань простим додатком напруги. Більш того, подібно нервовим клітинам, що зберігають спогади, один і той же пристрій може зберігати інформацію для подальшого виклику і обробки», — розповів про винахід с.госвамі (s. Goswami), старший науковий співробітник університету.

У своєму попередньому проекті пан госвамі розробив систему, що складається з центрального металевого атома, пов’язаного з органічними молекулами, здатними забезпечувати передачу до шести електронів, створюючи таким чином п’ять молекулярних станів. Взаємозв’язок між цими станами став основною концепцією, яка визначила здатність до реконфігурації молекулярного пристрою. Була створена електрична ланцюг, здатна при додатку різних дискретних послідовних напруг виробляти молекулярний перехід між станами» включено «і»вимкнено». Система була адаптована для класичної схеми «якщо-то-інакше» (if-then-else), яка використовується при програмуванні.

При випробуванні системи автори проекту давали їй реальні обчислювальні завдання, в результаті чого вдалося продемонструвати, що деякі складні обчислення вона здійснювала в один крок, після чого змінювалася конфігурація, і система адаптувалася до наступного завдання. Один модуль такої молекулярної пам’яті в результаті здійснював ті ж обчислювальні функції, що і тисячі транзисторів, при цьому показуючи більш високу продуктивність при зниженому споживанні енергії. Найбільш ефективним, таким чином, цей винахід виявиться в смартфонах і різних сенсорах — там, де потужності обмежені. На даний момент на даних компонентах вчені створюють готові до роботи електронні пристрої, на яких можна буде запускати симуляції і проводити виміри в бенчмарках.