现在和未来的计算从新的研究得到提升

世界的计算需求近年来呈指数级增长,由于爆炸的技术。需要在接下来的技术飞跃,科学界正在努力改善目前的处理能力和同时发展全新的计算方法。

两个新的研究小组的论文让安妮•Incorvia Cockrell工程学院的教授的钱德拉家族的电气和计算机工程,目的是为这两种科学的需要。在一起,他们提供了改进当前半导体技术以及灵活构建块的下一代计算机像人类的大脑一样思考。

“我们是悬崖上的一个新类的计算机,和重建我们的大脑如何思考是一个巨大的研究事业,“Incorvia说。”与此同时,我们今天使用的计算技术不会在任何地方,所以重要的是要继续改善和创新在我们当前的技术设备力量。”

逻辑问题

新研究发表在ACS Nano与晶体管和电路。在芯片组件被称为数字信号逻辑门的解读。

这些逻辑门是晶体管,通常可以进行电子或空穴,电子在原子内部运动时出现——但不是两个。在这篇文章中,研究人员与逻辑门在一起,既可以进行电子和空穴。

他们表明,这一成就降低了电路中所需的晶体管数量。这意味着更多的晶体管可以装在同一个空间,使其更高效和强大,或保存的空间可以用来缩小设备。他们还展示一个新的电路,专门利用晶体管的行为。

超薄的晶体管是由二维材料,自然有这个“ambi-polar”属性,允许他们进行漏洞和电子。然而,他们没有自己做的很好。炼油能力是本文的重要组成部分,并且通过他们的设备工程重要的XOR,也和NAND电路不需要任何其他设备但是ambi-polar晶体管。这些电路的基本构建块较大的电路。

“当我们思考计算的未来,如果我们可以利用这些2 d材料和规模的自然行为,我们可以减少我们需要在电路的晶体管数量减半,“Incorvia说。

研究人员发现此功能在一个规模相当大的设备。他们的下一个步骤包括减少设备,进一步减少所需的功耗进行商用芯片组件。

嘈杂的神经元

这些发现适用于当前的计算技术。一个最近发表的论文应用物理快报看着新一代的电脑,那些认为更像人类的大脑。

这些神经形态设备比传统电脑AI解释图像和语言处理等任务。在这篇文章中,研究人员创造了一种新型的人工神经元——在人类的大脑负责脑细胞之间发送信息,使用磁性材料。

人工神经元是一个受欢迎的神经形态计算的研究领域。是什么让这些神经元设备脱颖而出的混乱的自然反应电子脉冲。

他们比其他人工神经元作为神经网络在解释图像的一部分,特别是当数据被嘈杂的。设备表现好于其他人工神经元在识别的图像模糊的鞋子,和扩大的差距变得更模糊的图像。

“因为设备本身是随机响应输入数据,它表现的更好处理噪声数据集,“Incorvia说。

这些神经元可以有效的“边缘计算”用途,需要较小的设备,使用更少的电力和远离中央计算源云服务器。他们也耐辐射。

最初的应用程序之一,这项技术可以在外层空间,在硅片挣扎着站起来的高水平的辐射。能够处理辐射以及混乱的数据可以使这些神经元的理想未来的太空技术。

参考:李X,周P,胡锦涛X,等。基于高性能的双极性双栅级联逻辑门WSE 2薄膜晶体管。ACS Nano。2023;17 (13):12798 - 12808。doi:10.1021 / acsnano.3c03932

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