2016年4月11日 星期一
神經形態晶片有重大突破,這回石墨烯成了「海綿」
神經形態晶片有重大突破,這回石墨烯成了「海綿」
由於神經形態晶片能夠比馮諾依曼(John von Neumann)結構晶片更快更好地處理感測器資料(如圖像、影片、聲音等),所以對這些由電晶體網路構成的晶片研究成為了新的熱點話題。
多年來,科學家們一直在嘗試進一步探究神經形態的電路架構。而其中的難處就在於,如何處理神經元和矽之間的重疊部分——突觸以及邏輯門。從光電子學上講,就是光子穿過雷射電晶體和突觸間隙神經遞質時的跨越處。
如今,普林斯頓大學的研究人員展示了一種石墨烯材質的光學電容器。這種光學電容器能夠保證光學神經形態電路中雷射電晶體的穩定工作。
但是目前,仍有一些關鍵性的差異問題,在阻礙人們成功製造出一個可以像大腦一樣工作的處理器。
例如,我們知道晶片中的神經元之間是透過電位移動或峰電位來傳遞資訊的,而峰電位是非 0 即 1 的二進位,所以人們必須在時域就對資訊進行編碼。但一個神經元的放電頻率,並不僅受限於中央時鐘周期,而且神經元的放電頻率只有在發送時才會對訊號的強度進行編碼。
但是正因為神經元是類比系統,所以在理論上由它們製成的晶片可以達到非常快的計算速度。而馮諾依曼結構晶片的時脈(Clock rate)卻是有極限值的,所以早晚有一天會被淘汰掉,科學家們必須找到其他方法來使計算速度更上一層樓。
而最近的一份研究報告顯示,把石墨烯融入雷射之中是一個可行的解決方案。這將能夠使得石墨烯「捕獲」光子,並把它變成一種光學電容器。當光學電容器以這種方式遞增時,雷射能夠以皮秒的速度「飆升」。
IEEE 指出:「事實證明,石墨烯是一個非常理想的飽和吸收體。因為它能夠以非常快的速度吸收並釋放光子,而且它還能在任何波長下工作,所以無論發射何種顏色的雷射都可以被完美吸收,並且還不會互相干擾。」
也就是說,這種「石墨烯海綿」能夠在雷射中更好的吸收光電子,而且還可以被用來同時輸出多個不同波長的光子,不會受到任何干擾。
在摩爾定律的最後,模擬神經元和神經回路的設計理念,可以為處理器帶來更為優越的功耗比和可伸縮性。在光電子學中,光導纖維和雷射電晶體是實現這一理念的理想方法,因為光子的移動速度比電子更快。
而在最新的自然科學報告中表明,石墨烯電容器能夠將神經形態的晶片架構和光電子完美結合。
但不要高興太早,我們可能還要在未來面臨下一個嚴峻的問題:類比神經形態電路陣列的雷射電晶體,能否有夠快的速度來處理從感測器得到的資料。
訂閱:
張貼留言 (Atom)
-
毒牛奶都合法了,還奮鬥個屁啊! 查來查去還不一樣,這下三聚奶粉可高興了! 衛生部稱:三聚氰胺不是食品原料,也不是食品添加劑,禁止人為添加到食品中。對在食品中人為添加三聚氰胺的,依法追究法律責任。三聚氰胺作為化工原料,可用於塑料、塗料、粘合劑、食品包裝材料的生產。但是資料表明,三聚...
-
台灣西岸的經濟產出,是世界第 13 作者更依據各 mega-region 的經濟產出,作了排序。根據作者釋出的資料,我(本文作者)放進 Excel,並幫大家註明中文。會發現,根據總體經濟產出來排名的話,台灣西岸(台北-新竹-台中-高雄連線)排世界第 13。
-
金鼻子剽竊獎的獎盃是一個長著金色鼻子的黑色小矮人,由創辦人 Rido Busse 設計,造型發想於德國諺語中的「to earn oneself a golden nose」,意思是賺很多 德國反剽竊行動協會(Aktion Plagiarius)主理的 「 金鼻子剽竊獎 (...
-
一、充電時不要操作手機 邊充電邊玩手機,電池的電壓就達不到控制電壓,電池就會一直處於一個大電流的充電狀態,電池的溫度,就會不斷升高,達到一定程度就會發生爆炸。 二、不要使用雜牌的電池和充電器 原配的好!對手機來說也是這樣。使用原裝電池和充電器是保證安全最重要的一項。 三、盡量...
-
大雁氣功“前六十四式 1、起式 身體直立,兩腳平行分開與肩同寬。頭微上頂,肩放鬆,兩臂自然垂於體側。掌心內向,五指自然分開,微屈。口微閉,舌輕舔上齶,眼平視前方全身自然放鬆。 2、展翅 兩臂由體側緩緩前舉,手心相對。向兩側分展。身體向後彎曲,仰...
-
是的,從上圖看來,大家應該 知道這是啥東東了;至於當天會發生啥事,圖中也算是多少交代了一些,目前雖然仍說不準,但是小編的猜測是這樣的: 老賈上台,現實扭曲力場啟動,先宣佈軟體大公司合作開發對象(比如說先前提過的 Lotus 之類的),Boom!(全場拍手),再來 iPhone S...
-
電池界新突破 - 鈉離子電池有新進展 未來可稱霸「池能界」? 在尋找取代鋰電池物質時,靠科學家一直在努力,現在鈉離子電池成為一個新的有前景落地的方向。相比起鋰元素,鈉的獲取和自然界存量都更易,但早期的鈉離子電池原型存在性能低下、壽命短暫的問題。 不過 Jong Min ...
-
鐵道上的真與假:直擊 一帶一路政策推出4年最新實況 五月中,在北京舉行的一帶一路國際合作高峰論壇,除了關係降至冰點的印度,對高峰論壇「冷處理」,全球共有超過一三○國參加,連先前關係微妙的日本、美國也派員與會,將一帶一路這個話題,推升到發起四年來的最高點。 儘管...
-
軍方技術走入民間~這套超輕便軟性外骨骼有「電動肌肉」 要讓老人行動更靈敏 ▲Superflex 以與軍方合作時開發的技術,開發次世代動力服。(圖/翻攝自 Digital Trends) 隨著人口高齡化日益加劇,老人看護是已開發國家亟待解決的重要問題,不過,...
-
記者呂清郎、呂淑美/台北報導 台灣人才外流、錢也落跑!中央銀行昨(20)日公布去(2013)年金融帳淨流出411.6億美元(約合新台幣1.23兆元),此是金融帳連續第四年淨流出,更是單年首度突破400億美元大關。合計金融帳已連14季淨流出1,134.9億美元(折合約新台幣3...
方便性、能量密度、安全性、應用場景等各方面表現都更優異的奈米液流電池最終能打敗鋰電池嗎?
當莫妮卡開著她的電動車前往母親家時,車上的電池指示器顯示需要重新充電。她在一個充電站停下來,在加油站刷了信用卡,把噴嘴插入車內,並在5分鐘內將400升用過的奈米液體換成新的。在她等待的過程中,一輛油罐車開過來為充電站補充燃料,交換數萬升充滿電的燃料。莫妮卡關上她的電動車的加油...
沒有留言:
張貼留言