आईबीएम ने 8-बिट चरण-परिवर्तन एनालॉग मेमोरी चिप दिखाया

शोधकर्ताओं ने एक सरल तंत्रिका नेटवर्क का परीक्षण करने के लिए चिप का उपयोग किया जो 100% सटीकता के साथ संख्या निर्धारित करने में कामयाब रहे।

दिसंबर 2018 की शुरुआत में, सैन फ्रांसिस्को में IEEE इंटरनेशनल इलेक्ट्रॉन डिवाइसेस मीटिंग में, आईबीएम ने एक नई 8-बिट एनालॉग चिप दिखाई। हालांकि, मुख्य नवाचार यह नहीं था कि एनालॉग चिप्स अपने डिजिटल समकक्षों के साथ पकड़ रहे थे, लेकिन वास्तुकला का एक कट्टरपंथी पुनर्विचार। यह चिप उसी स्थान पर 8-बिट कंप्यूटिंग करने के लिए पहली चिप थी जहां जानकारी संग्रहीत की जाती है।

पारंपरिक वॉन न्यूमैन कंप्यूटर आर्किटेक्चर में, डेटा को लगातार मेमोरी और प्रोसेसर के बीच स्थानांतरित किया जाता है, जो कि मूल्यवान ऊर्जा और समय की बहुत अधिक खपत करता है, IMB ज्यूरिख के इस काम के मुख्य शोधकर्ता अबू सेबेस्टियन कहते हैं। मेमोरी में गणना ऊर्जा की खपत को कम करने और गति बढ़ाने के लिए अगला तार्किक कदम है। और यह कृत्रिम बुद्धि के क्षेत्र में प्रगति के साथ तालमेल रखने के लिए उपकरणों के लिए आवश्यक है।

आईबीएम की नई एनालॉग चिप चरण-परिवर्तन मेमोरी पर आधारित है। इसका प्रमुख घटक एक सामग्री है जो विद्युत प्रवाह की प्रतिक्रिया में चरण को बदल सकता है। आमतौर पर ये जर्मेनियम, टेल्यूरियम और एंटीमनी के मिश्र होते हैं। एक चरण में, जो आचरण कर रहा होता है, परमाणु समान रूप से पंक्तिबद्ध होते हैं। एक और चरण में जो वर्तमान का संचालन नहीं करता है, परमाणु चलते हैं, वर्तमान से गरम होते हैं, और मिश्रण करते हैं।

एक सामग्री जो चरण बदलती है, दो इलेक्ट्रोड के बीच होने के नाते, आदेश और अराजक राज्यों के बीच पूरी तरह से स्विच नहीं करता है, जो शून्य और एकता के बीच स्विच करने के लिए अनुरूप होगा। इसके बजाय, समय के प्रत्येक बिंदु पर दोनों राज्यों का मिश्रण होता है। सामग्री का कुल प्रतिरोध मिश्रित परमाणुओं के साथ साइटों के आकार से निर्धारित होता है।

"हम परमाणुओं की व्यवस्था के माध्यम से जानकारी सांकेतिक शब्दों में बदलना," सेबस्टियन कहते हैं। उदाहरण के लिए, एक तंत्रिका नेटवर्क में वजन को चर-चरण डिवाइस के प्रतिरोध के रूप में संग्रहीत और एक्सेस किया जा सकता है।

हालांकि, ये प्रतिरोध तैरते हैं और दोलन करते हैं। चूंकि सूचना पढ़ते समय सामग्री प्रवाहित होती है, इसलिए मिश्रित खंड हर बार समय के साथ थोड़ा बदल जाते हैं - और इसने ऐसे उपकरणों की सटीकता और व्यावहारिक उपयोग को सीमित कर दिया।

इस समस्या को दरकिनार करने के लिए, आईबीएम के शोधकर्ताओं ने एक चरण की स्थिति के साथ डिवाइस में पेश किया, तथाकथित बदल जाता है प्रक्षेपण खंड। इसे पहली बार 2015 में उपयोग करने का प्रस्ताव दिया गया था, और उसी टीम ने इसे किया था। यह धातु नाइट्राइड की एक प्रवाहकीय परत है, जो एक चरण बदलने वाली सामग्री के केंद्र के चारों ओर लिपटी हुई है और उनके बीच, उनके इलेक्ट्रोड के समानांतर चल रही है। यह जानकारी पढ़ने और लिखने की प्रक्रियाओं को साझा करता है।

रिकॉर्डिंग खंड रिकॉर्डिंग के समय कुछ भी नहीं करता है। सभी वर्तमान चरण-बदलते सामग्री से गुजरते हैं और मिश्रित वर्गों को समायोजित करते हैं। लेकिन जब जानकारी पढ़ी जाती है, तो प्रोजेक्शन सेगमेंट से गुजरता है, मिश्रित क्षेत्रों को दरकिनार करते हुए, वे बरकरार रहते हैं और उनमें संग्रहीत जानकारी की रक्षा करते हैं। सेबस्टियन कहते हैं, "यह एक महत्वपूर्ण नवाचार है।"

शोधकर्ताओं ने 8-बिट चिप पर एक सिंगल-लेयर नेटवर्क का परीक्षण किया, जिसमें 30 फेज-चेंजिंग डिवाइस शामिल थे, जिससे संख्या 1, 0 और 4 की छवियों को पहचाना जा सका और 100% सटीकता प्राप्त की। और यद्यपि यह अभी भी एक प्रारंभिक विश्लेषण है, सेबस्टियन का अनुमान है कि इस तरह की सफलता पारंपरिक कंप्यूटर सिस्टम की तुलना में भविष्य के उपकरणों की ऊर्जा खपत को 100-1000 गुना कम कर सकती है।

पारंपरिक कंप्यूटिंग में, सटीकता को महत्व दिया गया था, और कृत्रिम बुद्धि के क्षेत्र में विपरीत प्रवृत्ति देखी गई थी। आईबीएम ने एक डिजिटल चिप के बारे में भी बात की है जो 8 बिट्स के साथ काम करती है और तंत्रिका नेटवर्क को प्रशिक्षित करते समय सटीकता बनाए रखती है। यह मॉडल को करीब लाता है कि मानव मस्तिष्क कैसे काम करता है, जानकारी की कमी के साथ सही निष्कर्ष निकालने में सक्षम है।

आईबीएम के शोध के उपाध्यक्ष जेफ वेलसर ने इसकी तुलना एक ऐसी स्थिति से की, जिसमें आप धुंधली खिड़की से देखते हैं और अपने घर के पास एक व्यक्ति के धुंधले सिल्हूट को देखते हैं। "एक बार जब आप समझते हैं कि यह आपकी माँ है, तो छवि की सटीकता अब मायने नहीं रखेगी," वेलजर कहते हैं। "आपके पास सही जानकारी होगी।"