BENGALURU: Bengaluru’nun Jawaharlal Nehru İleri Bilimsel Araştırma Merkezi’nden (JNCASR) bilim adamlarından oluşan bir ekip, beyin benzeri özelliklere sahip düşük güçlü, yüksek hızlı bir teknoloji geliştirdi. bilgisayar güç. Bunu yapmak için beyin benzeri bilgisayarlar geliştirmek üzere üstün kararlılığa sahip yarı iletken bir malzeme olan skandiyum nitrür (ScN) kullandılar.
JNCASR, Bölümün özerk bir enstitüsüdür. Bilim ve Teknoloji (DST), Pazartesi günü, “Bu buluş, nispeten daha düşük bir enerji maliyetiyle kararlı, CMOS uyumlu optoelektronik sinaptik işlevsellikler için yeni bir malzeme sağlayabilir ve bu nedenle endüstriyel bir ürüne dönüştürülme potansiyeline sahiptir.”
CMOS uyumluluğu veya Tamamlayıcı Metal Oksit Yarı İletken (CMOS) uyumluluğu, CMOS ile uyumlu olan bir şey anlamına gelir. Ve CMOS, çip veya mikroçip olarak da bilinen günümüzün entegre devrelerinin (IC’ler) çoğunda kullanılan yarı iletken teknolojisi anlamına gelir.
Geleneksel bilgisayarların fiziksel olarak ayrı bellek depolama ve işlem birimlerine sahip olduğuna, yani bir işlem sırasında bu birimler arasında veri aktarımının çok büyük bir enerji ve zaman gerektirdiğine işaret eden DST, şöyle konuştu: “Aksine insan, beyin hem işlemci hem de bellek depolama birimi rolünü oynayan bir sinapsın (iki nöron arasındaki bağlantı) varlığı nedeniyle daha küçük ve daha verimli olan üstün bir biyolojik bilgisayardır.”
DST, yapay zeka çağında, beyin benzeri bilgi işlem yaklaşımının artan hesaplama taleplerini karşılamaya yardımcı olabileceğini belirterek, nöromorfik donanımın geliştirilmesinin, uyaranlar tarafından üretilen sinyali izleyen ve işleyen biyolojik bir sinapsı taklit etmeyi amaçladığını da sözlerine ekledi.
Bilim adamları, RC gecikmelerinden (devre kablolaması nedeniyle sinyal hızında gecikme) muzdarip olmayan, geniş bant genişliği, düşük güç tüketimi sergileyen ve kararlı, ölçeklenebilir ve CMOS uyumlu yapay bir sinaptik cihaz yaratmaya çalışıyorlar. Nitrit bazlı malzemeler üzerinde çalışan JNCASR ekibi, nöromorfik hesaplama için donanım geliştirmek için bu arka planı kullandı.
Hem sinyal iletimini kontrol eden hem de sinyali hatırlayan bir sinapsı taklit eden bir cihaz geliştirmek için ScN kullandılar. Dheemahi Rao ve ekibi tarafından yapılan bu çalışma, kısa süreli bellek, uzun süreli bellek, kısa süreli bellekten uzun süreli belleğe geçiş, öğrenme-unutma, frekans gibi sinaptik işlevleri taklit edebilen ScN ince filmleri ile yapay bir optoelektronik sinaps göstermektedir. -seçici. optik filtreleme, frekansa bağlı güçlendirme ve depresyon, Hebbian öğrenme ve mantık kapısı işlemleri.
“Ayrıca, değişen magnezyum (Mg) dopant konsantrasyonları ile aynı malzemede hem eksitatör (akım/sinaptik güçte artış) hem de inhibitör (akım/sinaptik güçte azalma) işlemler diğer malzemelerle kolayca mümkün olmayan şekilde gerçekleştirilebilir. ” DST eklendi. .
Araştırmacılar, optoelektronik sinapsı göstermek için kullanılan mevcut malzemelerle karşılaştırıldığında, ScN’nin daha kararlı, CMOS uyumlu olduğunu ve mevcut Si teknolojisiyle sorunsuz bir şekilde bütünleştiğini belirterek, hem uyarıcı hem de inhibe edici işlevler için bir platform görevi görebileceğini ekledi.
ScN’nin endüstriyel işleme teknikleri, mevcut yarı iletken üretim altyapısına benzer ve optik uyaranlara verilen yanıt, elektronik devrelere göre daha yüksek hızları ve daha geniş bant genişlikleri ile bilinen fotonik devrelerle olası entegrasyon avantajına da sahiptir.
“…Tamamen elektronik sinaps üzerine önceki çalışmalardan farklı olarak, çalışmamız azaltılmış RC gecikmeleri ve düşük güç tüketimi ile geniş bant genişliğine sahip bir optoelektronik sinaps gösteriyor” dedi. biva saha, JNCASR’de yardımcı doçent. Yakın zamanda Advanced Electronic Materials bilimsel dergisinde yayınlanan bu çalışmaya JNCASR’nin yanı sıra Sidney Üniversitesi’nden araştırmacılar (Magnus Garbrecht ve Asha IK Pillai) da katıldı.
JNCASR, Bölümün özerk bir enstitüsüdür. Bilim ve Teknoloji (DST), Pazartesi günü, “Bu buluş, nispeten daha düşük bir enerji maliyetiyle kararlı, CMOS uyumlu optoelektronik sinaptik işlevsellikler için yeni bir malzeme sağlayabilir ve bu nedenle endüstriyel bir ürüne dönüştürülme potansiyeline sahiptir.”
CMOS uyumluluğu veya Tamamlayıcı Metal Oksit Yarı İletken (CMOS) uyumluluğu, CMOS ile uyumlu olan bir şey anlamına gelir. Ve CMOS, çip veya mikroçip olarak da bilinen günümüzün entegre devrelerinin (IC’ler) çoğunda kullanılan yarı iletken teknolojisi anlamına gelir.
Geleneksel bilgisayarların fiziksel olarak ayrı bellek depolama ve işlem birimlerine sahip olduğuna, yani bir işlem sırasında bu birimler arasında veri aktarımının çok büyük bir enerji ve zaman gerektirdiğine işaret eden DST, şöyle konuştu: “Aksine insan, beyin hem işlemci hem de bellek depolama birimi rolünü oynayan bir sinapsın (iki nöron arasındaki bağlantı) varlığı nedeniyle daha küçük ve daha verimli olan üstün bir biyolojik bilgisayardır.”
DST, yapay zeka çağında, beyin benzeri bilgi işlem yaklaşımının artan hesaplama taleplerini karşılamaya yardımcı olabileceğini belirterek, nöromorfik donanımın geliştirilmesinin, uyaranlar tarafından üretilen sinyali izleyen ve işleyen biyolojik bir sinapsı taklit etmeyi amaçladığını da sözlerine ekledi.
Bilim adamları, RC gecikmelerinden (devre kablolaması nedeniyle sinyal hızında gecikme) muzdarip olmayan, geniş bant genişliği, düşük güç tüketimi sergileyen ve kararlı, ölçeklenebilir ve CMOS uyumlu yapay bir sinaptik cihaz yaratmaya çalışıyorlar. Nitrit bazlı malzemeler üzerinde çalışan JNCASR ekibi, nöromorfik hesaplama için donanım geliştirmek için bu arka planı kullandı.
Hem sinyal iletimini kontrol eden hem de sinyali hatırlayan bir sinapsı taklit eden bir cihaz geliştirmek için ScN kullandılar. Dheemahi Rao ve ekibi tarafından yapılan bu çalışma, kısa süreli bellek, uzun süreli bellek, kısa süreli bellekten uzun süreli belleğe geçiş, öğrenme-unutma, frekans gibi sinaptik işlevleri taklit edebilen ScN ince filmleri ile yapay bir optoelektronik sinaps göstermektedir. -seçici. optik filtreleme, frekansa bağlı güçlendirme ve depresyon, Hebbian öğrenme ve mantık kapısı işlemleri.
“Ayrıca, değişen magnezyum (Mg) dopant konsantrasyonları ile aynı malzemede hem eksitatör (akım/sinaptik güçte artış) hem de inhibitör (akım/sinaptik güçte azalma) işlemler diğer malzemelerle kolayca mümkün olmayan şekilde gerçekleştirilebilir. ” DST eklendi. .
Araştırmacılar, optoelektronik sinapsı göstermek için kullanılan mevcut malzemelerle karşılaştırıldığında, ScN’nin daha kararlı, CMOS uyumlu olduğunu ve mevcut Si teknolojisiyle sorunsuz bir şekilde bütünleştiğini belirterek, hem uyarıcı hem de inhibe edici işlevler için bir platform görevi görebileceğini ekledi.
ScN’nin endüstriyel işleme teknikleri, mevcut yarı iletken üretim altyapısına benzer ve optik uyaranlara verilen yanıt, elektronik devrelere göre daha yüksek hızları ve daha geniş bant genişlikleri ile bilinen fotonik devrelerle olası entegrasyon avantajına da sahiptir.
“…Tamamen elektronik sinaps üzerine önceki çalışmalardan farklı olarak, çalışmamız azaltılmış RC gecikmeleri ve düşük güç tüketimi ile geniş bant genişliğine sahip bir optoelektronik sinaps gösteriyor” dedi. biva saha, JNCASR’de yardımcı doçent. Yakın zamanda Advanced Electronic Materials bilimsel dergisinde yayınlanan bu çalışmaya JNCASR’nin yanı sıra Sidney Üniversitesi’nden araştırmacılar (Magnus Garbrecht ve Asha IK Pillai) da katıldı.