Як неспокійний магніт стає обчислювальним елементом

Команда вчених з Університету Тохоку та Національного інституту стандартів і технологій США створила кремнієвий спінтронний чіп, у якому ймовірність використовується як перевага, а не як недолік. Замість того, щоб змушувати кожен біт залишатися фіксованим на 0 або 1, ця конструкція працює з імовірнісним бітом, або p-бітом.

p-біт можна уявити як крихітний орган, що приймає рішення і постійно змінює свій стан. Термічний шум допомагає йому переходити між 0 і 1, тоді як вхідна напруга змінює ймовірність. Чіп не просто генерує випадковий шум. Він створює контрольовану невизначеність, що набагато корисніше.

Чому кремній робить це чимось більшим, ніж лабораторним трюком

Дослідники використовували суперпарамагнітний тунельний перехід — нанорозмірний магнітний елемент, який природно змінює свою намагніченість. Ця поведінка, заснована на спіні, надає пристрою його незвичайний стиль обчислення.

Компанія SkyWater Technology виготовила базові транзистори та з'єднання за допомогою 130-нм CMOS-процесу. Потім Університет Тохоку додав спінтронні нанопристрої та електроди зверху. Це має значення, оскільки робота поєднує екзотичну фізику спіну зі стандартним виробництвом кремнію.

Команда підтвердила два ключові результати. Вихідна напруга коливалася з часом, а вхідна напруга змінювала середню вихідну. Простіше кажучи, чіп поводився як керований механізм ймовірності.

Що буде далі

Ми віримо, що це дослідження може змінити те, як ви сприймаєте ШІ у повсякденних пристроях. Майбутні чіпи на основі p-біт можуть допомогти телефонам, роботам, датчикам та периферійним пристроям виконувати завдання ШІ з меншим споживанням енергії. Це може означати довший час роботи від батареї, меншу нагріваність апаратного забезпечення та розумніші машини поза великими центрами обробки даних.

Ця технологія все ще перебуває на ранній стадії. Проте вона вказує на майбутнє, в якому обчислення не борються з невизначеністю. Вони її використовують.

Поділіться цією статтею з читачами, які стежать за новинами про апаратне забезпечення ШІ, та ознайомтеся з іншими нашими матеріалами про нові обчислювальні технології.