Siūlomo AI sinapsinio įrenginio struktūra. Sujungti du oksidiniai puslaidininkiniai tranzistoriai; vienas skirtas rašymui, kitas – skaitymui. Kreditas: POSTECH „ChatGPT“ poveikis apima ne tik švietimo sektorių, bet ir sukelia didelių pokyčių kitose srityse. Dirbtinio intelekto kalbos modelis pripažįstamas dėl gebėjimo atlikti įvairias užduotis, įskaitant rašymą popieriuje, vertimą, kodavimą ir dar daugiau, visa tai per klausimais ir atsakymais pagrįstą sąveiką.
AI sistema remiasi giliu mokymusi, todėl norint sumažinti klaidas reikia daug treniruotis, todėl dažnai perduodami duomenys tarp atminties ir procesorių. Tačiau tradicinių skaitmeninių kompiuterių sistemų von Neumann architektūra atskiria informacijos saugojimą ir skaičiavimą, todėl padidėja energijos suvartojimas ir labai vėluojama dirbtinio intelekto skaičiavimuose. Tyrėjai sukūrė puslaidininkių technologijas, tinkamas dirbtinio intelekto programoms, kad išspręstų šį iššūkį.
POSTECH tyrimų grupė, vadovaujama profesoriaus Yoonyoung Chung (Elektros inžinerijos katedra, Puslaidininkių inžinerijos katedra), profesorius Seyoung Kim (Medžiagų mokslo ir inžinerijos katedra, Puslaidininkių inžinerijos katedra) ir Ph. kandidatas Seongmin Park (Elektros inžinerijos katedra) sukūrė didelio našumo AI puslaidininkinį įrenginį, kuriame naudojamas indžio galio cinko oksidas (IGZO), oksidinis puslaidininkis, plačiai naudojamas OLED ekranuose.
Naujasis įrenginys pasirodė esąs puikus našumo ir energijos vartojimo efektyvumo požiūriu.
AI sinapsinio įrenginio veikimas naudojant oksidinius puslaidininkius. Skaitymo tranzistoriaus laidumą galima valdyti įkraunant / iškraunant saugojimo mazgą per rašymo tranzistorių. Kai svorio atnaujinimai bus baigti; išjungiant rašymo tranzistorių, išlaikomi užprogramuoti svoriai. Kreditas: POSTECH Veiksmingoms AI operacijoms, tokioms kaip ChatGPT, reikia atlikti skaičiavimus atmintyje, atsakingoje už informacijos saugojimą. Deja, ankstesnės AI puslaidininkių technologijos atitiko visus reikalavimus, tokius kaip linijinis ir simetriškas programavimas ir vienodumas, siekiant pagerinti AI tikslumą.
Tyrėjų komanda siekė, kad IGZO būtų pagrindinė medžiaga AI skaičiavimams, kurie galėtų būti gaminami masiškai ir užtikrintų vienodumą, ilgaamžiškumą ir skaičiavimo tikslumą. Šis junginys susideda iš keturių atomų fiksuotu indžio, galio, cinko ir deguonies santykiu, pasižymi puikiomis elektronų mobilumo ir nuotėkio srovės savybėmis, dėl kurių jis yra OLED ekrano užpakalinė plokštė.
Naudodami šią medžiagą mokslininkai sukūrė naują sinapsės įrenginį, sudarytą iš dviejų tranzistorių, sujungtų per saugojimo mazgą. Tikslus šio mazgo įkrovimo ir iškrovimo greičio valdymas leido AI puslaidininkiui atitikti įvairius našumo rodiklius, reikalingus aukšto lygio veikimui.
Siūlomų dirbtinių sinapsių įrenginių nuo įėjimo įtampos priklausomos potenciacijos-depresijos charakteristikos. Smegenų įkvėptas sinapsės įtaisas, pagrįstas oksidiniu puslaidininkiu, pasižymi puikiu tiesiškumu ir simetrija stiprinimo ir slopinimo metu, o išėjimo srovė tiesiškai kinta priklausomai nuo įvesties impulsų skaičiaus. Išėjimo srovė yra beveik proporcinga įvesties įtampai, todėl galima atlikti AI mokymo ir išvadų užduotis su dideliu tikslumu ir ypač mažomis energijos sąnaudomis. Kreditas: POSTECH Be to, norint pritaikyti sinapsinius įrenginius didelio masto AI sistemai, sinapsinių įrenginių išvesties srovė turi būti sumažinta iki minimumo. Tyrėjai patvirtino galimybę panaudoti itin plonus plėvelės izoliatorius tranzistorių viduje, kad būtų galima valdyti srovę, todėl jie tinka didelio masto AI.
Tyrėjai panaudojo naujai sukurtą sinapsinį įrenginį ranka rašytiems duomenims mokyti ir klasifikuoti, pasiekdami aukštą, daugiau nei 98 %, tikslumą, o tai patvirtina jo galimą pritaikymą didelio tikslumo AI sistemose ateityje.
MNIST klasifikacijos modeliavimo rezultatai naudojant IGZO 2T sinapsinius įrenginius. Aukštos linijinės ir simetrinės AI sinaptinių įrenginių, pagrįstų oksidiniais puslaidininkiais, programavimo charakteristikos leidžia atlikti tikslius treniruočių procesus, kurie sumažina klaidas dirbtinio intelekto sistemose. Imituojant atsitiktinį rašysenos atpažinimą, šie įrenginiai pasiekė maždaug 98% išvadų tikslumą, kuris yra beveik identiškas idealių matematinių skaičiavimų tikslumui. Kreditas: POSTECH Profesorius Chungas paaiškino: „Mano tyrėjų grupės pasiekimų reikšmė yra ta, kad įveikėme įprastų dirbtinio intelekto puslaidininkių technologijų, kurios buvo skirtos tik medžiagų kūrimui, apribojimus. Tam naudojome medžiagas, kurios jau buvo masinėje gamyboje. Be to, buvo nustatytos tiesinės ir simetrinės programavimo charakteristikos. gautas naudojant naują struktūrą, naudojant du tranzistorius kaip vieną sinapsinį įrenginį. Taigi mūsų sėkmingas šios naujos AI puslaidininkių technologijos kūrimas ir taikymas rodo didelį potencialą pagerinti AI efektyvumą ir tikslumą.
Šis tyrimas buvo paskelbtas mPažangios elektroninės medžiagos .
Daugiau informacijos: Seongmin Park ir kt., Labai tiesinė ir simetriška analoginė neuromorfinė sinapsė, pagrįsta metalo oksido puslaidininkiniais tranzistoriais su savaime surinktu monosluoksniu, skirta didelio tikslumo neuroninio tinklo skaičiavimui, Pažangios elektroninės medžiagos (2022). DOI: 10.1002/aelm.202200554
Citata: AI „smegenys“, sukurtos iš pagrindinių medžiagų, skirtų OLED televizoriams (2023 m., kovo 24 d.), gautos 2023 m. kovo 24 d. iš https://techxplore.com/news/2023-03-ai-brain-core-materials-oled.html
Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.
