據(jù)物理學家組織網(wǎng)日前報道，IBM公司的科學家使用相變材料，制造出了能存儲和處理數(shù)據(jù)的隨機脈沖神經(jīng)元。科研人員表示，這種神經(jīng)元集群與人造突觸等納米計算元件聯(lián)合，或是制造可用于認知計算領域的下一代超密集神經(jīng)形態(tài)計算系統(tǒng)的關鍵，這一系統(tǒng)可用于認知計算領域。
十多年來，我們一直在研究相變存儲（PCM）材料。今年5月我們公布的相變存儲技術表明，每個單元能穩(wěn)定存儲3比特數(shù)據(jù)；現(xiàn)在我們再次證明，基于相變材料的人工神經(jīng)元能執(zhí)行多種計算，如檢測數(shù)據(jù)關聯(lián)等，而且速度快、能耗低。
制造出的人工神經(jīng)元由包括鍺銻碲化物在內(nèi)的相變材料組成，這些相變材料會展示出非結(jié)晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)兩種穩(wěn)定的狀態(tài)：一種非結(jié)晶態(tài)；一種結(jié)晶態(tài)，是制造可擦寫藍光光盤的基礎。
在研究中，科學家們在人工神經(jīng)元上施加了一系列電子脈沖，使相變材料不斷結(jié)晶，zui終導致神經(jīng)元“點火”。在神經(jīng)科學領域，這一功能被稱為生物神經(jīng)元的集成—點火屬性，它是基于事件的計算基礎。從原理上說，與人們接觸某些熱東西后大腦的反應一樣。
這一發(fā)現(xiàn)使單個神經(jīng)元也能被用來探測行為模式，發(fā)現(xiàn)基于事件的實時數(shù)據(jù)流內(nèi)的關聯(lián)。例如，在物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器能收集并分析海量天氣數(shù)據(jù)用于天氣預報；這一人工神經(jīng)元也能用來探測金融交易模式中的差異。能用于擁有協(xié)同定位存儲和處理單元的神經(jīng)形態(tài)協(xié)同處理器內(nèi)。
IBM的科學家們讓數(shù)百個神經(jīng)元組成集群，并使用它們來代表快而復雜的信號；同時證明，這些人工神經(jīng)元能耐受數(shù)十億次的開關操作，相當于以100赫茲的更新頻率工作多年。神經(jīng)元每次更新所需的能量不到5皮焦（10-12焦），平均電壓不足120微瓦（百萬分之一瓦）。
