Вчені вважають, що ці елементи займатимуть менше місця на чіпі, ніж сучасні транзистори, і відкриють шлях до появи кишенькових суперкомп'ютерів, пише MIT News.

Не пропустіть Потужність фотоелементів може зрости в десятки разів: дослідники знайшли революційний метод

Трохи про мемристори

Мемристори, або транзистори з пам'яттю – важливий елемент нейроморфних комп'ютерів. За своїми функціями вони наближаються до синапсів мозку, що з'єднує два нейрони. Синапс отримує сигнал від одного нейрона в формі іонів і посилає відповідний сигнал з наступних підстав.

Традиційний транзистор передає інформацію, перемикаючись між двома значеннями, 0 і 1. Вихідний сигнал мемрістора, навпаки, залежить від сили вхідного сигналу. Це означає, що у нього може бути багато значень, тобто він зможе виконувати більше операцій, ніж бінарні транзистори.

Крім того, мемристори, як синапси, здатні "запам'ятовувати" значення, пов'язані з цією силою струму, і видавати такий самий сигнал в аналогічних умовах.

Поки мережі штучних синапсів існують лише у вигляді програм. Ми намагаємося створити справжню апаратну нейронну мережу для портативних систем штучного інтелекту. Уявіть собі, що нейроморфний пристрій підключили до камери в машині, і вона стала розпізнавати світло та предмети і миттєво приймати рішення, без підключення до інтернету. Ми сподіваємося використовувати енергоефективні мемристори для виконання таких завдань локально, в режимі реального часу,
– пояснив професор Кім Джі Хван.

Чинні конструкції мемристорів непогано працюють в ситуаціях, коли провідний канал досить великий, стають менш надійними, якщо потрібно згенерувати більш слабовиражений сигнал. Чим тонший канал і чим легший потік іонів від одного електрода до іншого, тим важче окремим іонам залишатися разом. Вони починають відриватися від групи розсіюючись всередині середовища. В результаті виникають складнощі з передачею сигналу.

Чого домоглися дослідники

Група професора Кіма знайшла рішення, звернувшись до металургії. Зазвичай позитивний електрод мемристора виготовляють зі срібла. Вчені знайшли елемент, який міг би ефективно утримувати іони срібла разом, і прийшли до думки, що ідеальним матеріалом буде мідь. Вона може виступати як свого роду міст між сріблом і кремнієм. Потім вони розмістили на кремнієвому чіпі площею в квадратний міліметр десятки тисяч таких мемристорів.

Цікаво У літій-іонних акумуляторів з'явилася доступніша альтернатива

В ролі першого випробування чіпа вчені відтворили зображення на щиті одного з супергероїв Marvel – Капітана Америка. Вони прирівняли кожен піксель в зображенні до відповідного мемристора на чіпі. Чіп відтворив чітке зображення щита і зміг запам'ятати й відтворити його неодноразово.

Колеги вчених з MIT повідомили навесні про відкриття нового методу створення мемристорів, які за енергоспоживанням зрівнялися з синапсами людського мозку. Ще недавно це вважалося неможливим.