Des chercheurs du MIPT se rapprochent de la création de processeurs neuromorphiques

Des chercheurs de l'Institut de physique et de technologie de Moscou (MIPT) ont développé une nouvelle conception de memristor, l'un des éléments clés des futurs processeurs neuromorphiques. Selon ixbt.com, ce composant électronique imite non seulement avec succès le fonctionnement des synapses biologiques, mais possède également la capacité de conserver les données enregistrées beaucoup plus longtemps. C'est ce que rapporte Ixbt.com rapporte .

Il est connu que les memristors sont des éléments capables de modifier leur résistance en fonction de l'influence électrique passée. Grâce à cela, ils peuvent simultanément effectuer des calculs et stocker des données. Cela en fait une direction prometteuse pour les architectures basées sur les principes du cerveau humain.

Obstacles technologiques et solutions

Cependant, un problème majeur persistait dans de tels dispositifs : les chercheurs devaient constamment faire des compromis entre la vitesse de lecture et la durée de conservation des données. Bien que les travaux précédents du MIPT aient pu reproduire le comportement des synapses, l'état enregistré ne durait que quelques secondes.

Les scientifiques expliquent que cette limitation était due à des défauts à l'interface entre le memristor et le semi-conducteur. Les champs électriques qui s'y formaient forçaient le matériau à revenir à son état initial, et par conséquent, le dispositif « oubliait » les informations enregistrées.

Deux modes et des performances améliorées

Dans la nouvelle conception, les chercheurs ont remplacé les électrodes métalliques par des semi-conducteurs et ont sélectionné l'épaisseur optimale du film à base de hafnium et de zirconium. En conséquence, il a été possible de faire passer le memristor dans deux modes conditionnels : « lecture » et « archivage ».

Dans le premier mode, le dispositif imite le processus d'apprentissage de la synapse en changeant rapidement d'état, et dans le second, il peut conserver les données acquises pendant une longue période. La durée de conservation des données a été augmentée de quelques secondes à près de 12 jours.

De plus, la ressource du dispositif en termes de cycles de réécriture a augmenté d'environ 20 fois. Selon les développeurs, de tels memristors pourraient servir de base à des processeurs neuromorphiques plus efficaces pour les systèmes d'IA.

Dans ces systèmes, les processus de stockage et de calcul des données sont effectués directement au sein des mêmes éléments. Cela permet, à son tour, de réduire la consommation d'énergie et d'augmenter la vitesse de traitement des données.

À l'avenir, cette architecture devrait rapprocher davantage les systèmes de calcul de certains principes de fonctionnement du cerveau humain, car dans un organisme vivant, le traitement et le stockage des données se produisent au sein d'un réseau neuronal unique.