BRIKKEDESIGN

Nytt materiale legger til rette for ekstremt effektive datamaskiner

Det supertynne laget av titankarbid er kun noen få atomer tykt.

Svenske og amerikanske forskere har gjort store fremskritt innen datateknologi som er inspirert av virkemåten til hjernen.
Svenske og amerikanske forskere har gjort store fremskritt innen datateknologi som er inspirert av virkemåten til hjernen. Foto: KTH
21. feb. 2022 - 14:00

En av strategiene forskere har adoptert i jakten på mer avansert og mer energieffektiv datateknologi, er å utvikle arkitekturer som baserer seg på virkemåten til hjernen. Nå har det skjedd nye fremskritt på dette feltet, melder blant andre Techradar.

Forskere ved Kungliga Tekniska högskolan (KTH) i Sverige og Stanford University i USA har utviklet et nytt materiale som kan danne grunnlaget for datamaskiner som etterligner menneskehjernen – noe som har stor betydning både for ytelse og ikke minst for energieffektivitet.

Flere tusen ganger mer effektive

Det nye materialet består av et supertynt lag av titankarbid som kun er noen få atomer tykt. Materialet ble brukt til å fremstille en ny type minnekomponent kalt ECRAM (electrochemical random access).

Disse komponentene kan ifølge forskerne fungere som noen slags «hjerneceller» i et kunstig, nevralt nettverk, og de er ment å bli brukt sammen med eksisterende silisiumteknologi i såkalte «nevromorfe» brikker. 

– ECRAM-minnekomponenter lagd med 2D-titankarbid viste et enestående potensial til å komplementere klassisk transistorteknologi og bidra til en kommersialisering av kraftige datamaskiner som er modellert etter hjernens nevrale nettverk. Slike nevromorfe datamaskiner kan være flere tusen ganger mer energieffektive enn dagens datamaskiner, skriver forskerne.

Nevromorf prosessering jobber for øvrig flere andre aktører også med, og det har blitt omtalt i tidligere artikler her på Digi.no (krever abonnement).

Mye av denne effektiviteten kommer av at brikkene kan utføre både minneoperasjoner og selve prosesseringen på samme sted.

Hybridløsning

– I stedet for transistorer som er enten av eller på, og behovet for at informasjon bringes frem og tilbake mellom prosessoren og minnet, baserer disse nye datamaskinene seg på komponenter som kan ha flere ulike tilstander samtidig og utføre utregninger i minnet, forklarer professor Max Hamedi ved KTH.

En av utfordringene med å utvikle ECRAM-løsninger, har vært å finne materialer som kan gi den rette kombinasjonen av temperaturmessig stabilitet og ytelsen til de kjemiske reaksjonene som utgjør «bryterne» i brikkene. Denne nye løsningen skal altså langt på vei ha løst disse utfordringene, ifølge det svensk-amerikanske forskerteamet. 

Teknikken kan benytte seg av samme fremstillingsmetode som eksisterende silisiumteknologi, hvor det syltynne 2D-materialet integreres på silisium som en slags hybridløsning.

Til tross for dette er det, som forskerne selv peker på, fremdeles langt igjen før vanlige forbrukere kan kjøpe seg en «nevromorf» datamaskin, da det er mange andre teknologiske hindre som må overvinnes.

Skjermbilde.
Les også

Nytt gjennombrudd: Slik skal Intel gjøre PC-ene våre mye kraftigere

Les mer om:
Del
Kommentarer:
Du kan kommentere under fullt navn eller med kallenavn. Bruk BankID for automatisk oppretting av brukerkonto.