Разработан прототип устройства для размышлений искусственных интеллектов, способный механически считывать информацию из памяти, что сильно снизит энергозатраты на ИИ

Устройство считывает данные через крошечное механическое движение, что значительно снижает энергопотребление ИИ-систем и приближает создание более нейроморфных компьютеров будущего.

Исследователи из Корнельского университета разработали необычное вычислительное устройство. Оно хранит информацию в электрической форме и считывает её через микроскопическое механическое движение. Такой подход может стать основой для энергоэффективных систем искусственного интеллекта и научных расчетов. Их работа опубликовано на сайте Nano Letters.

Современные компьютеры мощные, но у них есть ограничение: память и процессор разделены. Для выполнения вычисления данные нужно извлечь, обработать и отправить обратно. Этот процесс требует много энергии, особенно в ИИ, где миллиарды операций умножения.

«Для ИИ и научных вычислений система тратит много времени и энергии на перемещение чисел», — говорят аспирант Шубхам Джадхав и профессор Амит Лал.

Ученые создали ферроэлектрическую микроэлектромеханическую систему (FeMEMS). Её основа — тонкий слой оксида гафния-циркония толщиной 20 нанометров. Он встроен в микроскопическую балку.

Электрическими импульсами материал программируется, меняя ориентацию крошечных сегнетоэлектрических доменов внутри балки. Это записывает информацию. Для считывания используется механический подход: небольшой сигнал заставляет балку вибрировать. По характеру колебаний устройство определяет записанное значение.

Такое разделение записи и считывания снижает электрические помехи и энергопотребление. Исследователи смогли записать около 200 различных аналоговых состояний в одну ячейку вместо привычных двух (0 и 1). Это важно для нейроморфных вычислений, которые имитируют работу мозга.

«Если каждое сохраненное значение приблизительное, ошибки накапливаются в результате множества вычислений, — говорит Джадхав. — Создавая множество различимых состояний, мы можем точнее представлять аналоговые веса».

Движение балки — физический аналог операции умножения, одной из самых частых в ИИ. Если записанное состояние балки соответствует числу 6, а входной сигнал — 8, то колебания соответствуют их произведению — 48. Такие операции происходят «в памяти», без постоянной пересылки данных.

Разработка ориентирована на энергоэффективный ИИ. Но авторы видят потенциал в других областях — от новых сенсоров до изучения перспективных материалов. Следующим шагом будет создание массивов таких устройств и их интеграция с системами управления и считывания.

P.S:И вновь желаем доброй (а кому и продуктивной) ночи! А у кого наступает новый день — доброго утра!

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: