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下一代AI内存设备中的隐藏机制

科学知识 2025-08-05 4732

摘要:随着人工智能(AI)的继续发展,研究人员已经确定了一个可以使AI技术更快,更高效的突破。...

随着人工智能(AI)的继续发展,Postech(Pohang科学技术大学)的研究人员已经确定了一个突破,可以使AI技术更快,更有效。

下一代AI内存设备中的隐藏机制

Postech材料科学与工程和半导体工程部门的Seyoung Kim教授和Hyunjeong Kwak博士与IBM T.J.的Oki Gunawan博士合作。沃森研究中心(Watson Research Center)已成为第一个发现电化学随机访问记忆(ECRAM)的隐藏操作机理的人,这是AI的有前途的下一代技术。这项开创性研究已发表在《杂志》中,自然通讯

随着AI技术的推进,数据处理需求成倍增加。但是,当前的计算系统与数据处理(“处理器”)单独的数据存储(“内存”),从而导致由于这些单元之间的数据传输而产生的大量时间和能源消耗。为了解决这个问题,研究人员开发了“内存计算”的概念。

“内存计算”可以直接在内存中进行计算,消除数据移动并实现更快,更有效的操作。 ECRAM是实施此概念的关键技术。 ECRAM设备使用离子运动存储和处理信息,从而允许连续模拟类型数据存储。但是,了解它们的复杂结构和高抗性氧化物材料仍然具有挑战性,从而极大地阻碍了商业化。

为了解决这个问题,研究团队使用氧化钨开发了一个多末端结构化的ECRAM设备,并应用了“平行偶极线霍尔系统”,从而可以观察到内部电子动力学从超低温度(-223°C,50K)到室温(300K)。他们首次观察到ECRAM内部的氧气空位会产生浅供体状态(〜0.1 eV),有效地形成了电子自由移动的“快捷方式”。 ECRAM固有地创造了促进电子传输的环境,而不是简单地增加电子数量。至关重要的是,即使在极低的温度下,这种机制也保持稳定,这表明了ECRAM设备的稳健性和耐用性。

Postech的Seyoung Kim教授强调:“这项研究很重要,因为它在实验上阐明了ECRAM在各种温度上的开关机制。商业化该技术可能会导致AI性能更快,并在智能手机,平板电脑和笔记本电脑等设备中延长电池寿命。”

这项工作得到了由韩国贸易,工业和能源部(Motie)资助的K-Chips(韩国合作与高科技计划)的支持。

笔记:

1。ECRAM(电化学随机访问记忆):一种电化学记忆装置,其通道电导率根据通道内离子的浓度而变化。这种行为允许表达模拟记忆状态。该设备具有三端结构,由源,排水和门组成。通过将电压施加到栅极上,离子运动得到控制,并通过源和漏极读取通道电导率。

2。平行偶极线大厅系统,PDL Hall系统:一个由两个圆柱偶极磁体组成的大厅测量系统。当一个磁铁旋转时,另一个磁铁会自动旋转,从而能够产生强,叠加的磁场。这种配置允许在观察内部电子行为时增强灵敏度。

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