據Tech Crunch報道,麻省理工學院(MIT)的研究人員在最新發表的一篇論文中對其正在研發的一種新型人工大腦神經突觸進行了詳細描述,與目前已有的人工突觸相比,這種突觸在性能上有很大提升,它的物理體積比一片紙屑還小,卻可以容納數以萬計的硅基元件。在體積小且節能的同時,新型芯片有助于研究人員開發出能夠在不連接數據中心的情況下,也可以執行復雜AI計算任務的設備。
研發人員在研究中展示了一種新穎的“憶阻器”(記憶電阻器,Memristors)設計,其本質上是用硅來模擬大腦的信息傳輸突觸,但也可以用銀和銅的合金。這種芯片能夠有效地“記住”并重現出非常詳細的圖像,與已有的同類型技術相比,它能“記住”的圖像更加清晰和詳細。
研發團隊表示他們的最終目的是復刻龐大且復雜的人工神經網絡,這些神經網絡目前倚靠的軟件,其運行需要強大的GPU計算能力,但是上述的芯片一旦研發成功,即使是在一些小型設備上,比如你的手機或者相機上,也能夠讓軟件運行。
傳統晶體管只能在兩種狀態之間切換,即“on”或“off”,這一開一關就相當于晶體管的連通與斷開,而這兩種狀態正好與二進制中的基礎狀態“0”和“1”對應,這就是現代計算機的基礎,與之不同的是,MIT研發的芯片,其包含的憶阻元件在表示信息時更像是大腦,也就是最原始的模擬計算機。
大腦和計算機在處理和表達信息時雖然有相似之處,但有些神經元的信息輸出是通過分級的電信號傳輸的,其大小可以連續變化,可以比晶體管采用的數字信號傳輸出更多的信息。憶阻元件還可以記住特定的狀態,之后在多次接收相同的輸入電流時,很輕易就能重現相同的信號。
此外,冶金學也為研發團隊提供了不少靈感。在冶金學中,當冶金學家想改變一種金屬的性能時,他們會把它與另一種具有所需性能的金屬結合,制造出一種合金。受此啟發,研究人員也發現一種可以與被用來作為憶阻器正極的銀相結合的元素,從而使其能夠更穩定地沿著非常薄的傳導通道傳遞離子。這就是芯片研發的關鍵所在。
不僅能夠倚靠“記憶”準確地重現圖像,也可以執行推斷任務,比如基于命令提高或模糊原始圖像,這塊芯片的表現性能要遠遠優于之前研發出的其他記憶電阻器。
雖然新型人工突觸的研發還有很長的路要走,但是研發團隊相信一旦成功,這必定會促進便攜式人工大腦計算機的出現,它可以像目前的超級計算機一樣執行非常復雜的任務,但是卻不需要任何網絡連接。