Peneliti menggunakan chip untuk menguji jaringan saraf sederhana yang berhasil menentukan angka dengan akurasi 100%.
Pada awal Desember 2018, pada
Pertemuan Perangkat Elektron Internasional IEEE di San Francisco,
IBM memamerkan chip analog 8-bit yang baru. Namun, inovasi utama bukanlah bahwa chip analog mengejar ketinggalan dengan rekan-rekan digital mereka, tetapi pemikiran radikal arsitektur. Chip ini adalah chip pertama yang melakukan komputasi 8-bit di tempat yang sama di mana informasi disimpan.
Dalam arsitektur komputer von Neumann tradisional, data secara konstan ditransfer antara memori dan prosesor, yang menghabiskan banyak energi dan waktu yang berharga, kata
Abu Sebastian , kepala peneliti dalam pekerjaan ini dari IMB Zurich. Menghitung dalam memori adalah langkah logis berikutnya untuk mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan kecepatan. Dan ini diperlukan agar peralatan dapat mengimbangi kemajuan di bidang kecerdasan buatan.
Chip analog baru IBM didasarkan pada
fase-perubahan memori . Bahan utamanya adalah bahan yang dapat mengubah fase dalam menanggapi arus listrik. Biasanya ini adalah paduan germanium, telurium dan antimon. Dalam salah satu fase, yang melakukan, atom berbaris secara merata. Pada fase lain yang tidak menghasilkan arus, atom bergerak, dipanaskan oleh arus, dan bercampur.
Materi yang mengubah fase, berada di antara dua elektroda, tidak sepenuhnya beralih antara keadaan teratur dan kacau, yang akan sesuai dengan beralih antara nol dan kesatuan. Sebaliknya, pada setiap titik waktu, ada campuran dari kedua negara. Resistensi total bahan ditentukan oleh ukuran situs dengan atom campuran.
"Kami menyandikan informasi melalui pengaturan atom," kata Sebastian. Misalnya, bobot dalam jaringan saraf dapat disimpan dan diakses sebagai hambatan perangkat fase-variabel.
Namun, resistensi ini mengambang dan berosilasi. Karena arus mengalir melalui bahan saat membaca informasi, bagian campuran berubah sedikit dari waktu ke waktu setiap waktu - dan ini membatasi akurasi dan penggunaan praktis perangkat tersebut.
Untuk menghindari masalah ini, para peneliti dari IBM memperkenalkan ke dalam perangkat dengan perubahan fase yang disebut apa segmen proyeksi. Ini pertama kali
diusulkan untuk digunakan pada tahun 2015, dan tim yang sama melakukannya. Ini adalah lapisan konduktif dari logam nitrida, melilit pusat bahan pengubah fase dan berjalan sejajar dengan elektroda-elektrodanya, di antara mereka. Ini berbagi proses membaca dan menulis informasi.
Segmen proyeksi tidak melakukan apa pun pada saat perekaman. Semua arus melewati bahan pengubah fase dan menyesuaikan bagian campuran. Tetapi ketika informasi dibaca, arus melewati segmen proyeksi, melewati area campuran, mereka tetap utuh dan melindungi informasi yang tersimpan di dalamnya. "Ini adalah inovasi kunci," kata Sebastian.
Para peneliti menguji jaringan single-layer pada chip 8-bit, yang terdiri dari 30 perangkat pengubah fase, untuk mengenali gambar angka 1, 0 dan 4, dan mencapai akurasi 100%. Dan meskipun ini masih merupakan analisis awal, Sebastian memperkirakan bahwa terobosan semacam itu dapat mengurangi konsumsi energi perangkat di masa depan sebanyak 100-1000 kali dibandingkan dengan sistem komputer tradisional.
Dalam komputasi tradisional, akurasi dihargai, dan tren yang berlawanan diamati di bidang kecerdasan buatan. IBM juga berbicara tentang chip digital yang bekerja dengan 8 bit dan menjaga akurasi ketika melatih jaringan saraf. Ini membawa model lebih dekat ke bagaimana otak manusia bekerja, mampu menarik kesimpulan yang tepat dengan kurangnya informasi.
Wakil presiden riset IBM,
Jeff Welser , membandingkan ini dengan situasi di mana Anda melihat melalui jendela buram dan melihat siluet buram seseorang yang mendekati rumah Anda. "Setelah Anda memahami bahwa itu adalah ibumu, keakuratan gambar tidak akan lagi menjadi masalah," kata Welzer. "Anda akan memiliki informasi yang benar."