Испытания нового материала для нейрокомпьютеров: инновационные исследования ученых

12 октября 2017Ученые из института Лазерных и плазменных технологий кафедры физики совместно с физиками из института РАН, а также других ученых продемонстрировали уникальную разработку для современных нейрокомпьютеров. Благодаря новому решению, полученному в ходе многочисленных исследований, стало возможным использовать детали при создании компьютеров, схожие с нейронами человеческого мозга.

Новые материалы предполагают использовать биполярный эффект переключения, который может стать элементом для новых компьютеров на основе мемристоров, способных хранить и быстро обрабатывать любую получаемую информацию подобно человеческому мозгу.

Исследования в данной области уже давно проводятся на мировом масштабе. Главные разработки ведутся уже в области прикладных задач — изученный биполярный эффект основного переключения может использоваться для разработки специальных ячеек памяти, а также уникальных систем мемристоров, которые являются инновационным решением в сфере быстрой обработки любой информации.

Данное исследование создает почву для создания универсального мемкомпьютинга, который предполагает инновационный подход к хранению и обработке получаемой компьютером информации. Это настоящий инновационный способ систематизации информации, которую производит оперативная память, а также жесткий диск одновременно, в результате весь процесс происходит на уровне работы нейронов мозга.

Основная система резистивных переключений реализуется за счёт направленного действия внешнего электрического поля, под действием которого проводимость используемого материала может значительно меняться. В результате данного процесса происходят два состояния, которые являются метастабильными. Основной механизм переключения будет зависеть напрямую от вида материала. При этом могут образовываться проводящие каналы, которые формируются за счёт передвижения ионов металла.

В НИЯУ МИФИ постоянно осуществляется поиск необычных материалов, в которых может создаваться биполярный эффект основных резистивных переключений. Данная процедура может происходить в материалах с сильным магнитным сопротивлением, а также в сверхпроводниках, обладающих высокой температурной проводимостью.

В результате многочисленных целенаправленных исследований ученые обратили внимание на существующие эпитаксиальные пленки, которые образуются на подложках из титана стронция. После долгих исследований ученые доказали, что данные плёнки можно применять для создания эффективных мемристоров, которые станут уникальной основой для инновационных компьютерных систем.

В результате данных разработок могут быть созданы компьютеры нового поколения, которые будут обладать сверхоперативными возможностями — обрабатывать и запоминать информацию на совершенно новом уровне. Инновация данной системы состоит в применении изученных методов литографии, при помощи которого реализуются технологии миниатюризации основных элементов резистивной компьютерной памяти.

Учеными уже проведено первое испытание инновационного материала для создания компьютеров будущего, которые будут осуществлять обработку и хранение информации на новом уровне. Данные изобретения могут встать основой для создания энергонезависимых типов памяти. Это позволит осуществлять новый подход для изучения основных данных на более высоком уровне, что может значительно улучшить систему памяти новейших компьютеров. Новые материалы, созданные на базе мемристоров, окажут значительное влияние на развитие компьютерных систем в целом. Разработки производились в течение нескольких последних лет — результатом стала возможность применения новых материалов в сфере создания инновационных систем обработки информации.