موفقیت تازه محققان در ساخت ابررایانه‌ها با شبیه‌سازی سیناپس‌های زیستی

محققان با الهام از مغز، سیستمی مشابه سیناپس‌های زیستی ساختند که عملکرد و ساختاری مشابه سیناپس‌های زیستی دارد.


به گزارش ایسنا، این پروژه مسیر ساخت ابرکامپیوترهای پر سرعت را هموار می‌کند. کل انرژی مصرفی مغز 25 وات است که 10 وات آن صرف محاسبات پایه می‌شود. حال اگر بخواهیم مغز را با کامپیوتر مقایسه کنیم، باید بگوییم که یکی از بهترین کامپیوترهای IBM یک کار مشخصی را که مغز گربه انجام می‌دهد با 147 هزار پردازنده و 144 ترابایت حافظه انجام می‌دهد، انرژی مورد نیاز آن برای انجام این پردازش 2 تا 3 مگاوات است.


حال اگر بخواهیم تمام فرآیند مغز را با کامپیوتر انجام دهیم، به 100 مگاوات تا یک گیگاوات انرژی نیاز داریم. عملا نمی‌توان ابرکامپیوتری ساخت که این کار مغز را انجام دهند. پروژه‌های زیادی برای ساخت کامپیوترهای الهام گرفته از مغز انسان انجام شده است. طراحی مبتنی بر CMOS از سیناپس‌های زیستی تقلید شده است. برای مثال محققان معتقدند که ادوات ممیستور می‌توانند از سیناپس‌های زیستی تقلید کنند.



دویگو کوزوم، محقق دانشگاه استنفورد می‌گوید: یک سیناپس به تقاطع دو عصب گفته می‌شود که می‌تواند پیغام الکتریکی را از یک نورون به نورون دیگر انتقال دهد. سیناپس‌ها اساس طراحی مغز هستند، آنها مسوول پردازش موازی، انعطاف پذیری ساختاری و نیرومندی مغز هستند. آنها برای محاسبات زیستی مهم و حیاتی بوده و زیربنای درک و یادگیری هستند. بنابراین یک دستگاه نانوالکترونیکی متراکم که بتواند عملکرد سیناپس‌ها را تقلید کرده و ساختاری مشابه‌ آنها داشته باشد، اساس تولید سیستم‌های محاسبه‌ای الهام گرفته از مغز هستند.


دویگو کوزوم برای اولین بار یک دستگاه نانومقیاس را با استفاده از فناوری مواد تغییر فاز رایج در بازار تولید کرد که می‌تواند عملکرد و ساختاری مشابه سیناپس‌های زیستی داشته باشد. مهمترین ویژگی این سیستم آن است که یک فناوری بالغ است و می‌توان از آن در سیستم‌هایی با مقیاس بزرگ استفاده کرد.


حافظه تغییر- فاز، یک فناوری بالغ بوده که در فناوری‌های اطلاعات مانند دی‌وی‌دی یا سی‌دی‌رام استفاده می‌شود. این فناوری از رفتار مواد تغییر-فاز استفاده می‌کند که بین حالت آمورف(مقاومت کم) و بلوری(مقاومت زیاد) تغییر می‌کند. GST( تلوریم، آنتیموان، ژرمانیوم) یکی از این مواد است.


محققان این ماده را بین دو الکترود قرار دادند. الکترود بالایی از جنس نیترید تیتانیوم بوده و به‌عنوان لایه مصرف کننده گرما عمل می‌کند. لایه پایین به ضخامت 75 نانومتر از نیترید تیتانیوم بوده که به یک لایه تنگستن متصل است. کل سیستم درون یک عایق گرما قرار دارد. بین این دو الکترود ولتاژ اعمال می‌شود که با این کار، سیستم برنامه‌ریزی می‌شود.


 

يکشنبه 6/6/1390 - 5:44
پسندیدم 0
UserName
x