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科學(xué)家研發(fā)出高度可擴(kuò)展“類腦”神經(jīng)形態(tài)晶體管 未來(lái)用于移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備

時(shí)間:2021-08-11 11:26:12來(lái)源:前瞻網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):?導(dǎo)讀:韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的研究人員通過(guò)協(xié)同集成單晶體管神經(jīng)元和突觸,制造了一種受大腦啟發(fā)的高度可伸縮的神經(jīng)形態(tài)硬件。

  導(dǎo)讀:韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院的研究人員通過(guò)協(xié)同集成單晶體管神經(jīng)元和突觸,制造了一種受大腦啟發(fā)的高度可伸縮的神經(jīng)形態(tài)硬件。

  韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院(KAIST)的研究人員通過(guò)協(xié)同集成單晶體管神經(jīng)元和突觸,制造了一種受大腦啟發(fā)的高度可伸縮的神經(jīng)形態(tài)硬件。采用標(biāo)準(zhǔn)的硅互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)技術(shù),這種神經(jīng)形態(tài)硬件有望降低芯片成本并簡(jiǎn)化制造過(guò)程。

  Yang-Kyu Choi和Sung-Yool Choi領(lǐng)導(dǎo)的研究小組以單晶體管為基礎(chǔ),制作出了可高度擴(kuò)展的神經(jīng)形態(tài)硬件的神經(jīng)元和突觸,展示了識(shí)別文本和人臉圖像的能力。該研究結(jié)果刊登在了《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

  神經(jīng)形態(tài)硬件因具有人工智能功能而備受關(guān)注,但由于模仿人類大腦,其功耗不足20瓦。要使神經(jīng)形態(tài)硬件工作,就必須有一個(gè)神經(jīng)元,當(dāng)整合某個(gè)信號(hào)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)尖峰,以及一個(gè)突觸,記住兩個(gè)神經(jīng)元之間的連接,就像生物大腦一樣。然而,由于構(gòu)建在數(shù)字或模擬電路上的神經(jīng)元和突觸占據(jù)很大的空間,因此在硬件效率和成本方面存在一定的限制。由于人類大腦由大約1011個(gè)神經(jīng)元和1014個(gè)突觸組成,因此要將其應(yīng)用于移動(dòng)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,就必須提高硬件成本。

  為了解決這個(gè)問(wèn)題,研究小組用一個(gè)晶體管模擬了生物神經(jīng)元和突觸的行為,并將它們協(xié)同集成到一個(gè)8英寸的晶片上。制造的神經(jīng)形態(tài)晶體管與目前大量生產(chǎn)的存儲(chǔ)和邏輯晶體管具有相同的結(jié)構(gòu)。此外,神經(jīng)形態(tài)晶體管首次證明,它們可以實(shí)現(xiàn)“雙面結(jié)構(gòu)”,即既是神經(jīng)元又是突觸,就像硬幣有正面和反面一樣。

  Yang-Kyu Choi教授表示:“通過(guò)將復(fù)雜的數(shù)字和模擬電路中的神經(jīng)元和突觸替換為一個(gè)晶體管,可以大幅降低硬件成本?!钡谝蛔髡逬oon-Kyu Han表示:“我們已經(jīng)證明,神經(jīng)元和突觸可以用單個(gè)晶體管實(shí)現(xiàn)?!薄巴ㄟ^(guò)使用標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝將單晶體管神經(jīng)元和突觸在同一晶片上協(xié)集成,神經(jīng)形態(tài)硬件的硬件成本得到了提高,這將加速神經(jīng)形態(tài)硬件的商業(yè)化。”

  該研究得到了美國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)(NRF)和集成電路設(shè)計(jì)教育中心(IDEC)的支持。


標(biāo)簽: 半導(dǎo)體芯片

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