?憶阻器像人類神經(jīng)元一樣運行——計算和存儲數(shù)據(jù)
憶阻器或記憶電阻器是一種新興形式的非易失性存儲器，被認為是傳統(tǒng)存儲器的可行替代品。這些設備充當開關，即使在電源關閉后也能回憶起它們的電狀態(tài)，使它們能夠像人類神經(jīng)元一樣運行——計算和存儲數(shù)據(jù)。
憶阻器因其眾多獨特的特性而成為熱門研究課題，包括可擴展至較低工藝節(jié)點，從而實現(xiàn)更小、更快、更節(jié)能的設備。
現(xiàn)在，隨著對更復雜和更節(jié)能的計算的需求不斷增長，憶阻器在各種應用中都有前景，包括人工智能、神經(jīng)形態(tài)計算和高密度數(shù)據(jù)存儲。近幾個月來，幾個國際研究團隊發(fā)表了有關憶阻器的研究成果，可能有助于將這項技術從實驗室推向市場。
羅切斯特大學：應變工程相變憶阻器
羅切斯特大學的研究人員最近開發(fā)了基于應變工程多層二碲化鉬 (MoTe2) 的高性能雙極相變憶阻器 ）。
這些器件以其雙極相變特性而著稱，代表了傳統(tǒng)絲狀傳導機制的重大飛躍。研究成功地利用過程誘導應變工程來誘導MoTe2中的半金屬到半導體的相變。
這種轉(zhuǎn)變是實現(xiàn)憶阻器卓越開關特性的關鍵，包括90 mV的低電壓、10^8的高開/關比、5 ns 的快速開關時間以及超過10^5秒的長時間保持。這些性能指標表明這些憶阻器在魯棒、快速、低功耗和可擴展的存儲器和神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)中的應用潛力。
該器件的性能還可以順利獲得改變單個工藝參數(shù)進行微調(diào)：接觸金屬膜力，膜應力和厚度的乘積。這種對器件開關電壓和開/關比的控制突顯了憶阻器在不同應用中的適應性和潛力。
Cea-Leti：將憶阻器用于貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡
在法國，Cea-Leti的一組研究人員宣布他們已成功 將憶阻器硬件集成到人工智能系統(tǒng)中。具體來說，該團隊利用憶阻器固有的概率性質(zhì)來有效執(zhí)行貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡的計算密集型任務。
在研究中，團隊在由75個交叉陣列組成的組件上編寫了貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡，每個交叉陣列包含1024個憶阻器，并輔以CMOS用于內(nèi)存計算的外圍設備。該實驗涉及一個兩層貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡，該網(wǎng)絡經(jīng)過訓練可以從心電圖 (ECG) 記錄中區(qū)分九類心律失常。
實驗結(jié)果令人信服，基于憶阻器的貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡在任意（曲線下面積 0.91）和認知不確定性評估（曲線下面積 0.99）方面幾乎與軟件神經(jīng)網(wǎng)絡的最佳性能相匹配，盡管原始精度略有下降。這種性能與傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡形成鮮明對比，傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡幾乎沒有識別未知數(shù)據(jù)和評估不確定性的能力。
清華大學：基于二維材料的憶阻器
在中國，清華大學的一個團隊開發(fā)了一種新的系統(tǒng)集成憶阻器內(nèi)存計算芯片，研究人員聲稱世界上第一個支持高效片上學習的同類產(chǎn)品。該芯片現(xiàn)在仍處于實驗室階段，預計將顯著有助于人工智能、自動駕駛、可穿戴設備等領域的開展。
該芯片非常節(jié)能，其能耗僅為用于片上學習的專用集成電路 (ASIC) 系統(tǒng)的3%。據(jù)該團隊介紹，這項創(chuàng)新始于對存儲應用憶阻器的研究，花了大約11年的時間才開展到這一點。
憶阻器取得國際關注
憶阻器將計算和內(nèi)存融合在一個設備中，開辟了節(jié)能、高速和智能計算解決方案的新領域。隨著國際研究人員不斷探索和完善憶阻器技術，他們?yōu)楦冗M、更高效的計算系統(tǒng)鋪平了道路，這些系統(tǒng)可以定義下一代電子產(chǎn)品。
原文鏈接：http://www.allaboutcircuits.com/news/international-researchers-move-the-needle-on-memristor-technology/
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