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作者:田小婷
人工智能(AI)硬件有望彻底被颠覆,在计算速度和能效方面实现前所未有的改进。
日前,来自印度科学研究所、德克萨斯农工大学和利默里克大学的研究团队,在一篇发表在权威科学期刊 Nature 上的研究论文中介绍了一种新型分子忆阻器,将神经形态计算提升到了前所未有的高精度。
加之神经形态计算固有的功耗低、延迟小、可扩展性高等特点,这一研究为人工智能的未来发展,尤其在能效需求迫切的领域提供了新的可能性。
据介绍,他们设计了一种基于钌(Ru)复合物的新型分子忆阻器(神经形态硬件中的核心组件),其使用一种偶氮芳香配体,能够实现 14 位的分辨率,并通过精确的动力学控制,可访问多达 16520 个不同的模拟电导水平。相比于传统的计算方式,这种新型分子忆阻器具备以下特点:
超高精度:信噪比达到 73 dB,超过现有技术四个数量级。
极低能耗:相比数字计算机,能效提升 460 倍。
大规模并行运算:可以在分子级别完成计算任务,显著提升计算效率。
研究团队表示,这种新型分子忆阻器的应用可能扩展神经形态计算的范围,使其超越目前的小众应用,增强从云端到边缘的数字电子设备的核心功能。
值得一提的是,这种新型忆阻器有望成为复杂人工智能模型(如 GAN 和 Transformer)的重要加速器。
研究团队表示:“我们的终极目标是用这种基于环保节能材料的高性能计算系统,取代现有的计算架构,并将其应用到日常生活的各个领域,从服装、食品包装到建筑材料,真正实现分布式的无处不在的信息处理。”
迄今最大,克服传统计算架构瓶颈
并行处理:像大脑一样,可以同时处理大量信息。
低功耗:受生物神经元启发,功耗远低于传统计算机。
自适应学习:可以像人类大脑一样,通过不断调整连接权重,完成复杂的学习任务。