Investigadores del MIPT se acercan a la creación de procesadores neuromórficos

Investigadores del Instituto de Física y Tecnología de Moscú (MIPT) han desarrollado un nuevo diseño de memristor, uno de los elementos clave de los futuros procesadores neuromórficos. Según ixbt.com, este componente electrónico no solo imita con éxito el funcionamiento de las sinapsis biológicas, sino que también tiene la capacidad de conservar los datos registrados durante mucho más tiempo. Así lo informa Ixbt.com informa .

Se sabe que los memristores son elementos capaces de cambiar su resistencia según la influencia eléctrica pasada. Gracias a esto, pueden realizar cálculos y almacenar datos simultáneamente. Esto los convierte en una dirección prometedora para arquitecturas basadas en los principios del cerebro humano.

Obstáculos tecnológicos y soluciones

Sin embargo, persistía un problema importante en dichos dispositivos: los investigadores debían comprometer constantemente la velocidad de lectura frente a la duración del almacenamiento de datos. Aunque los trabajos anteriores del MIPT podían replicar el comportamiento de las sinapsis, el estado registrado solo duraba unos pocos segundos.

Los científicos explican que esta limitación se debía a defectos en la interfaz entre el memristor y el semiconductor. Los campos eléctricos que se formaban allí obligaban al material a volver a su estado inicial y, como resultado, el dispositivo «olvidaba» la información registrada.

Dos modos y rendimiento mejorado

En el nuevo diseño, los investigadores sustituyeron los electrodos metálicos por semiconductores y seleccionaron el grosor óptimo de la película a base de hafnio y circonio. Como resultado, fue posible cambiar el memristor a dos modos condicionales: «lectura» y «archivo».

En el primer modo, el dispositivo imita el proceso de aprendizaje de la sinapsis cambiando rápidamente su estado, y en el segundo, puede mantener los datos adquiridos durante mucho tiempo. Se logró aumentar la duración del almacenamiento de datos de unos pocos segundos a casi 12 días.

Además, el recurso del dispositivo en términos de ciclos de reescritura aumentó aproximadamente 20 veces. Según los desarrolladores, tales memristores podrían servir de base para procesadores neuromórficos más eficientes para sistemas de IA.

En dichos sistemas, los procesos de almacenamiento y cálculo de datos se realizan directamente en los mismos elementos. Esto, a su vez, permite reducir el consumo de energía y aumentar la velocidad de procesamiento de datos.

En el futuro, se espera que esta arquitectura acerque aún más los sistemas de computación a ciertos principios de funcionamiento del cerebro humano, ya que en un organismo vivo, el procesamiento y almacenamiento de datos ocurren dentro de una red neuronal única.