根據《Science Daily》報導,由劍橋大學領導的研究團隊,成功開發出利用氧化鉿改良的新型記憶電阻器(memristor)。這種創新元件旨在模仿大腦神經元連結與溝通方式,可望大幅降低人工智慧(AI)系統的能源消耗,最高可達七成,對於日益攀升的 AI 運算功耗問題提出潛在解決方案。
現今的 AI 系統因記憶體與處理器間頻繁的資料傳輸,導致能耗巨大。而神經形態運算(neuromorphic computing)則透過將記憶與運算整合於單一位置,如大腦般協同工作,有望從根本上解決此困境。此次劍橋大學研究團隊開發的新型記憶電阻器,是利用改良過的氧化鉿薄膜,透過調整其介面處的能障,實現受控的狀態切換機制,而非傳統元件仰賴不穩定的絲狀結構形成。這種介面切換機制使元件表現更為平穩、可靠且均勻,其操作電流比部分傳統氧化物記憶電阻器低約百萬倍。
劍橋大學材料科學與冶金學系主要作者 Babak Bakhit(Babak Bakhit)博士指出,能源消耗是當前 AI 硬體面臨的關鍵挑戰,需要具備極低電流、優異穩定性、高均勻度,以及能切換至多個不同狀態的裝置來解決。他表示,這項技術能在實驗室中維持數萬次切換週期穩定運作,並可保持編程狀態約一天,同時展現了如「脈衝時間依賴性可塑性」(spike-timing dependent plasticity)等關鍵的生物學習行為,具備數百種穩定的電導級別,對於類比式「記憶體內運算」(in-memory computing)至關重要。