第一台基于记忆电阻器的计算机可以让每个人都能访问人工智能

密歇根大学声称,拥有运行人工智能计算能力的智能手机是可能的,因为它已经制造出第一台记忆电阻器计算机。

记忆电阻器与晶体管            

一台记忆电阻器计算机的运算能力可能比传统的晶体管计算机高出1万倍,而且记忆电阻器更小,消耗的能量更少。记忆电阻器是一种带有存储器的电阻,因为它有一个可变电阻,可以作为信息存储的一种形式。由于记忆电阻器将信息存储和处理在同一个位置,因此共定位消除了传统计算机计算速度的瓶颈,即需要在存储器和处理器之间建立连接。

“在功率和吞吐量方面,GPU和非常定制和优化的数字电路被认为是(中央处理器)CPU的10-100倍,”密歇根大学电子和计算机工程教授魏璐说:“记忆电阻器的人工智能处理器可能要再好上10-100倍。”

魏璐在移动设备上看到了人工智能的未来,因为记忆电阻器使用的能量要少得多,这样可以在不改变电池寿命的情况下进行强大的计算。智能手机的人工智能处理器也意味着语音命令不必发送到云端就可以进行分析,从而提供更快的响应。

记忆电阻器阵列芯片插入定制的计算机芯片,形成第一台可编程的记忆电阻器计算机。密歇根大学的工程团队证明它可以运行三种标准的机器学习算法

机器学习

密歇根大学的实验用计算机中已经有了5,800多个记忆电阻器,而一台商用计算机中起码会有数百万个记忆电阻器。为了建立实验计算机,该团队设计了一个微型芯片,可以将一个记忆电阻阵列与硅上的所有其他元件集成在一起,这些元件包括传统的数字处理器、通信通道和数字/模拟转换器。

该小组使用三种机器学习算法演示了该设备。第一种是感知器,用于对信息进行分类。该大学表示,记忆电阻器计算机能够100%准确地识别出不完美的希腊字母。第二种算法是对数据,特别是图像进行压缩和分类。计算机找到了最有效的方法来重建图像和识别模式,同样具有100%的准确性。第三种算法是神经网络,它被设计用来在复杂的数据中寻找模式。神经网络检查了乳腺癌筛查数据,并以94.6%的准确率鉴定了恶性或良性乳腺组织。

尽管如此,制造记忆电阻器计算机的一个障碍是记忆电阻器的很难被复制。到目前为止,很难在制造过程中复制出相同的记忆电阻器,而且要使计算机工作,每个记忆电阻器必须是相同的。另一个困难是记忆电阻器阵列以模拟格式而不是数字格式存储信息。密歇根大学的研究人员正在努力解决这些挑战。

记忆阻器研究由美国政府的国防高级研究计划署、密歇根大学应用驱动架构中心和美国政府的国家科学基金资助。

Larry

作者:
Larry Feng

作者简介:

自1995年起,Larry在摩托罗拉半导体(后为飞思卡尔半导体)、亚德诺半导体(ADI)和易络盟电子(Element14)负责亚太区市场推广和在线销售。在为集成电路企业工作过的20多年间,撰写了大量的各类集成电路产品介绍和技术文章、行业分析等,为集成电路企业树立了良好的企业形象和品牌。

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