ساخت ابررايانه‌ها با شبيه‌سازي سيناپس‌هاي زيستي -

اين پروژه مسير ساخت ابرکامپيوترهاي پر سرعت را هموار مي‌کند. کل انرژي مصرفي مغز 25 وات است که 10 وات آن صرف محاسبات پايه مي‌شود. حال اگر بخواهيم مغز را با کامپيوتر مقايسه کنيم، بايد بگوييم که يکي از بهترين کامپيوترهاي IBM يک کار مشخصي را که مغز گربه انجام مي‌دهد با 147 هزار پردازنده و 144 ترابايت حافظه انجام مي‌دهد، انرژي مورد نياز آن براي انجام اين پردازش 2 تا 3 مگاوات است.


حال اگر بخواهيم تمام فرآيند مغز را با کامپيوتر انجام دهيم، به 100 مگاوات تا يک گيگاوات انرژي نياز داريم. عملا نمي‌توان ابرکامپيوتري ساخت که اين کار مغز را انجام دهند. پروژه‌هاي زيادي براي ساخت کامپيوترهاي الهام گرفته از مغز انسان انجام شده است. طراحي مبتني بر CMOS از سيناپس‌هاي زيستي تقليد شده است. براي مثال محققان معتقدند که ادوات مميستور مي‌توانند از سيناپس‌هاي زيستي تقليد کنند.



دويگو کوزوم، محقق دانشگاه استنفورد مي‌گويد: يک سيناپس به تقاطع دو عصب گفته مي‌شود که مي‌تواند پيغام الکتريکي را از يک نورون به نورون ديگر انتقال دهد. سيناپس‌ها اساس طراحي مغز هستند، آنها مسوول پردازش موازي، انعطاف پذيري ساختاري و نيرومندي مغز هستند. آنها براي محاسبات زيستي مهم و حياتي بوده و زيربناي درک و يادگيري هستند. بنابراين يک دستگاه نانوالکترونيکي متراکم که بتواند عملکرد سيناپس‌ها را تقليد کرده و ساختاري مشابه‌ آنها داشته باشد، اساس توليد سيستم‌هاي محاسبه‌اي الهام گرفته از مغز هستند.

دويگو کوزوم براي اولين بار يک دستگاه نانومقياس را با استفاده از فناوري مواد تغيير فاز رايج در بازار توليد کرد که مي‌تواند عملکرد و ساختاري مشابه سيناپس‌هاي زيستي داشته باشد. مهمترين ويژگي اين سيستم آن است که يک فناوري بالغ است و مي‌توان از آن در سيستم‌هايي با مقياس بزرگ استفاده کرد.


حافظه تغيير- فاز، يک فناوري بالغ بوده که در فناوري‌هاي اطلاعات مانند دي‌وي‌دي يا سي‌دي‌رام استفاده مي‌شود. اين فناوري از رفتار مواد تغيير-فاز استفاده مي‌کند که بين حالت آمورف(مقاومت کم) و بلوري(مقاومت زياد) تغيير مي‌کند. GST( تلوريم، آنتيموان، ژرمانيوم) يکي از اين مواد است.


محققان اين ماده را بين دو الکترود قرار دادند. الکترود بالايي از جنس نيتريد تيتانيوم بوده و به‌عنوان لايه مصرف کننده گرما عمل مي‌کند. لايه پايين به ضخامت 75 نانومتر از نيتريد تيتانيوم بوده که به يک لايه تنگستن متصل است. کل سيستم درون يک عايق گرما قرار دارد. بين اين دو الکترود ولتاژ اعمال مي‌شود که با اين کار، سيستم برنامه‌ريزي مي‌شود.





ایسنا





​