La computación
digital está siendo limitada por la explosión de enormes conjuntos de datos y
la demanda de tecnologías de mayor rendimiento, por ejemplo, en el aprendizaje automático y redes
neuronales artificiales. Los arreglos de barras cruzadas de Memristor se
podrían usar para acelerar los cálculos en dichas aplicaciones programándolas
con valores analógicos estables y realizando operaciones de matriz directamente
en memoria.
El Prof. Joshua Yang
y el Prof. Qiangfel Xía de la Universidad de Massachusetts, Ambers, junto cin
el Dr. John Paul Strachan de Hewlett Packard Labs., en su comunicación en
Advance Materialsdel21 de marzo de 2018, presentan una plataforma Memristor
para cálculos analógicos y pronostican
un rendimiento del dispositivo mayor que 100 billones de operaciones por
segundo por vatio, al menos 16 veces mayor que las soluciones puramente digitales.
Las matrices de
barra transversal del memristor están fabricados con óxido de hafnio y la
estructura del circuito permite el acceso individual a las celdas del memristor
durante la programación. Las células de un solo transistor y un memristor que
contienen las memristores fabricados, logran niveles de conductancia estables
de 6 bits de precisión.
Se programó una red
neuronal de maxmax de capa única y se facilitó la demostración del reconocimiento
de escritura a mano con una precisión global del 89,9%. Se puede aplicar una
variedad de imágenes de entrada al sistema, que se desenrollan en un vector y
se aplican a las barras transversales del memristor.
El vector de salida
resultante arroja los resultados de la clasificación. Para algunos casos
individuales, el sistema experimental incluso supera el software entrenado
digitalmente.
La eficiencia
energética pronosticada se calculó a partir de la eficiencia energética de una
matriz de memristores de 128 x 64,querealiza decenas de miles de operaciones en
un solo paso y conduce a una eficiencia computacional teórica de 115 billones
de operaciones por segundo por vatio.
El estudio
proporciona una línea de base para futuros sistemas de computación analógica
que podrían encontrar uso en dispositivos portátiles que operan a menor
potencia.
Para obtener más
información acerca de las matrices de barra transversal de memristor para el
cálculo analógico, visitar la página principal de Materiales Avanzados.
Fuente: AdvancedScience
Science News 21.marzo.2018
Glosario: Memristor (una contracción de las palabras “memoria” y resistor”) fue un término
acuñado en 1971 por el ingeniero eléctrico León Chua como componente eléctrico pasivo de dos terminales no
linear faltante, ya que relaciona la vinculación de la carga eléctrica con flujo magnético.
Es el cuarto elemento eléctrico que
se deriva teóricamente de las ecuaciones de Maxwell. Otros tres elementos son
resistor, condensador e inductor
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