Рост энергопотребления центров обработки данных для искусственного интеллекта (ИИ) становится все более острой проблемой. Решение, по мнению международной группы исследователей, может лежать в создании вычислительных систем, работающих по принципу человеческого мозга.

Ученые из Оттавского университета, Колумбийского университета и Университета Ханян опубликовали в журнале Advanced Functional Materials систематический обзор достижений в области электронных материалов, физики устройств и интеграции схем. Их цель - наметить пути создания нейроморфных систем, то есть аппаратных средств, которые физически имитируют обработку информации в мозге. Авторы не проводили отдельный эксперимент, а оценили весь ландшафт возникающих аппаратных нейронов и представили конкретные технологические дорожные карты.

"Материалы и архитектуры, описанные в обзоре, представляют принципиально иной способ обработки информации. Работая больше как человеческий мозг, чем традиционный процессор, эти технологии приведут к созданию устройств, которые будут значительно энергоэффективнее, быстрее и адаптивнее", - пояснил ведущий автор доктор Каннан Удая Мохан, постдокторант в исследовательской группе профессора Чан-Хёна Кима в Оттавском университете.

Традиционные вычисления, по словам профессора Кима, упираются в "стену памяти": передача данных между памятью и процессором вызывает задержки и потери энергии. Исследователи определили наиболее перспективные пост-КМОП материалы и архитектуры устройств, способные выполнять роль искусственных нейронов. КМОП - это технология, на которой построено большинство современных микросхем; пост-КМОП означает новые материалы и конструкции, выходящие за ее пределы. Авторы утверждают, что такие схемы могут обрабатывать информацию быстрее и с долей энергии, потребляемой современными массовыми чипами.

Помимо снижения энергетического следа дата-центров, у технологии есть потенциал и для личной электроники. Новые материалы часто дешевле, легко масштабируются и позволяют создавать ультратонкие, легкие и гибкие устройства. "Помимо зеленых ИИ-дата-центров, эта аппаратная часть напрямую позволит создавать более умные носимые устройства с низким энергопотреблением для персонализированной медицины и бесшовных интерфейсов человек-машина", - добавил Ким.

Обзор носит обобщающий характер и не сообщает о создании готового продукта. Однако он предлагает научному сообществу ориентир для разработки масштабируемых мозгоподобных вычислительных систем.

Источник: Tech Xplore