استخدم الباحثون الشريحة لاختبار شبكة عصبية بسيطة تمكنت من تحديد الأرقام بدقة 100 ٪.
في بداية ديسمبر 2018 ، في اجتماع
IEEE الدولي للأجهزة الإلكترونية في سان فرانسيسكو ، عرضت
شركة IBM رقاقة تمثيلية 8 بت جديدة. ومع ذلك ، لم يكن الابتكار الرئيسي هو أن الرقائق التناظرية كانت تلاحق نظيراتها الرقمية ، ولكن إعادة التفكير الجذري في الهندسة المعمارية. كانت هذه الشريحة هي الشريحة الأولى التي تقوم بإجراء الحوسبة 8 بت في نفس المكان الذي يتم فيه تخزين المعلومات.
يقول
أبو سيباستيان ، كبير الباحثين في هذا العمل من IMB زيورخ ، في بنية الكمبيوتر التقليدية لفون نيومان ، يتم نقل البيانات باستمرار بين الذاكرة والمعالج ، الذي يستهلك الكثير من الطاقة والوقت الثمينين. يعد حساب الذاكرة الخطوة المنطقية التالية لتقليل استهلاك الطاقة وزيادة السرعة. وهذا ضروري من أجل المعدات لمواكبة التقدم في مجال الذكاء الاصطناعي.
تعتمد رقاقة التناظرية الجديدة الخاصة بـ IBM على
ذاكرة تغيير الطور . المكون الرئيسي لها هو المادة التي يمكن أن تغير المرحلة استجابة للتيار الكهربائي. عادة ما تكون هذه السبائك عبارة عن خلائط الجرمانيوم والتيلوريوم والأنتيمون ، وفي إحدى المراحل التي تجري بها ، تصطف الذرات بالتساوي. في مرحلة أخرى لا تجري تيارًا ، تتحرك الذرات وتسخن بالتيار وتخلط.
لا تتغير المادة التي تتغير الطور ، بين قطبين ، بشكل كامل بين الحالات المرتبة والفوضوية ، والتي تتوافق مع التبديل بين الصفر والوحدة. بدلاً من ذلك ، في كل نقطة زمنية ، يوجد مزيج من كلتا الدولتين. يتم تحديد المقاومة الكلية للمادة حسب حجم المواقع ذات الذرات المختلطة.
يقول سيباستيان: "نقوم بتشفير المعلومات من خلال ترتيب الذرات". على سبيل المثال ، يمكن تخزين الأوزان في الشبكة العصبية والوصول إليها كمقاومة لجهاز متعدد الطور.
ومع ذلك ، هذه المقاومة تطفو وتتأرجح. نظرًا لأن التيار يتدفق عبر المادة أثناء قراءة المعلومات ، فإن الأقسام المختلطة تتغير قليلاً بمرور الوقت في كل مرة - وهذا يحد من الدقة والاستخدام العملي لهذه الأجهزة.
للتحايل على هذه المشكلة ، قام باحثون من IBM أدخلوا الجهاز مع حالة مرحلة تغيير ما يسمى قطاع الإسقاط. تم
اقتراحه لأول
مرة ليتم استخدامه في عام 2015 ، وفعله نفس الفريق. هذه طبقة موصلة من نيتريد المعادن ، ملفوفة حول مركز مادة متغيرة الطور وتعمل بالتوازي مع أقطابها الكهربائية ، بينهما. تشترك في عمليات قراءة وكتابة المعلومات.
لا يقوم قطاع الإسقاط بأي شيء في وقت التسجيل. يمر كل التيار عبر مادة تغيير الطور ويقوم بضبط المقاطع المختلطة. ولكن عند قراءة المعلومات ، يمر التيار عبر قطاع الإسقاط ، متجاوزًا المناطق المختلطة ، ويظل كما هو ويحمي المعلومات المخزنة فيها. يقول سيباستيان: "هذا ابتكار رئيسي".
قام الباحثون باختبار شبكة أحادية الطبقة على شريحة مكونة من 8 بتات ، تتكون من 30 جهازًا لتغيير الطور ، للتعرف على الصور بالأرقام 1 و 0 و 4 ، وحققت دقة 100 ٪. وعلى الرغم من أن هذا التحليل لا يزال يمثل تحليلًا أوليًا ، إلا أن سيباستيان يقدر أن هذا الاختراق يمكن أن يقلل من استهلاك الطاقة لأجهزة المستقبل بنسبة 100-1000 مرة مقارنة بأنظمة الكمبيوتر التقليدية.
في الحوسبة التقليدية ، تم تقدير الدقة ، ولوحظ الاتجاه المعاكس في مجال الذكاء الاصطناعي. تحدثت IBM أيضًا عن شريحة رقمية تعمل بثمانية بتات وتحافظ على الدقة عند تدريب الشبكات العصبية. وهذا يجعل النموذج أقرب إلى كيفية عمل الدماغ البشري ، وقادر على استخلاص الاستنتاجات الصحيحة مع نقص المعلومات.
يقارن نائب رئيس شركة IBM للأبحاث ،
جيف ويلسر ، هذا بالموقف الذي تنظر فيه من خلال نافذة غير واضحة وتشاهد صورة ظلية ضبابية لشخص يقترب من منزلك. يقول ويلزر: "بمجرد أن تفهم أنها أمك ، فإن دقة الصورة لم تعد مهمة". "سيكون لديك المعلومات الصحيحة."