Учёные Кембриджского университета создали наноэлектронное устройство, основанное на оксиде гафния, которое имитирует работу человеческого мозга и способно снизить энергопотребление систем искусственного интеллекта до 70%. В основе устройства лежит мемристор — компонент, который объединяет обработку и хранение данных на одном чипе, подобно тому как это происходит в синапсах головного мозга.
Эта особенность позволяет избежать потерь энергии, характерных для традиционных чипов, где данные постоянно перемещаются между памятью и процессором. В отличие от большинства мемристоров, использующих нестабильные «проводящие нити», кембриджская разработка применяет тонкую пленку на основе гафния со стронцием и титаном. Устройство регулирует электричество путём изменения энергетического барьера на границе материалов, что обеспечивает стабильность и однородность, необходимые для крупномасштабных ИИ-систем.
Лабораторные испытания показали, что устройство выдерживает десятки тысяч циклов, сохраняет данные около суток и поддерживает сотни уровней электрического потока. Рабочие токи снижены в миллион раз по сравнению с более старыми технологиями. Кроме того, чип воспроизводит механизм биологического обучения — пластичность, зависящую от времени возникновения импульсов.
Основным препятствием для внедрения новой технологии является высокая температура производства, достигающая 700°C. Это значение превышает допустимые параметры для стандартных полупроводниковых линий. Авторы исследования сейчас работают над снижением этой температуры. Если им удастся это сделать, технология может стать основой для создания сверхэкономичного оборудования искусственного интеллекта.
