MIT重新設計運算晶片 憶阻器新科技讓手機就是超級電腦

MIT科學家近日一項的「晶片大腦」(brain-on-a-chip)計畫,想把超級電腦的智慧放入輕薄短小的行動裝置上。

MIT科學家近日一項的「晶片大腦」(brain-on-a-chip)計畫,想把超級電腦的智慧放入輕薄短小的行動裝置上。

本周的《自然奈米科技》(Nature Nanotechnology)期刊刊出MIT這項野心勃勃的研究。這項研究核心是一種憶阻器(memristor),可模擬大腦傳遞資訊的突觸。憶阻器最初以矽製成,但也可使用銀銅合金屬。不同於現今電腦仰賴的電阻是在0和1兩個狀態間切換,憶阻器是漸進值,比較像人類大腦。憶阻器也能記憶這些狀態,因而針對接收到的電流,也輕易反覆再現訊號數次。研究人員在一片晶片上佈以數以萬計的憶阻器,讓這款晶片在執行多種任務時可以「記憶」住相當清晰的影像,並且能比現有大腦迴路更有效再製、重現出來。

研究小組希望設計出一個複雜的大型神經網路。目前這個網路需要極大的GPU效能來執行,但他們最終希望憶阻器需要的晶片面積可以小很多,只有一片五彩碎紙花大小,而可以置入小型裝置,像是手機或相機上,且無需Wi-Fi即可作業。MIT研究團隊目標中的憶阻器極省能源,但可即時在現場完成那些工作。MIT機械工程系副教授Jeehwan Kim舉例,可以將一個仿神經型態(neuromorphic)裝置連到車上攝影機,讓它辨識光線和物體,並且很快下決策,全程無需連上網路。

但現在的問題是,目前憶阻器能力很有限。因此研究人員借用了冶金術的概念,透過強化材質來增加能力。冶金師想改變金屬的成份時,會將之與其他想要的成份冶鍊出合金。同樣的,MIT研究人員發一種元素可以和銀結合,作為憶阻器的陽極,以便使離子可以更穩定從極薄的通道中通過。這使得研究團隊得以開發出一個極小的晶片,上面佈滿數萬個憶阻器,不但能從記憶中重建影像,還能按指令從事推衍任務,如強化細節或者將原有影像模糊化,效果優於現有憶阻器。

MIT研究還在很初期階段,但研究團隊相信最後可以發展出具備人工大腦的可攜式裝置,只要很少的電,甚至不用網路,但它的威力足以執行今天超級電腦才做到的複雜任務。

來源:TechcrunchPCMagazinee

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