Компания HP все ближе и ближе приближается к реализации вычислительных функций, подобных функциям головного мозга.

Исследователи компании Hewlett Packard и Калифорнийского университета в Санта-Барбаре сообщили о том, что они добились значительных успехов в создании вычислительного устройства, все вычисления внутри которого основаны на функциях, подобных функциям головного мозга. Естественно, когда речь идет о компании Hewlett Packard, сразу становится ясно, что основой этого нового устройства являются мемристоры. Мемристоры - это такие электронные устройства, которые могут запоминать свое электрическое сопротивление, устанавливаемое величиной силы тока, проходящего через них.

Это уникальное электрическое свойство мемристоров уподобляет их функционирование работе синапса головного мозга. Таким образом становится возможным построениецепей, подобных нейронам и синапсам, в пределах кристаллов электронных чипов. Создание сложных нейронных сетей на электронном уровне позволяет, в свою очередь, реализовать такие функции, как самообучение, восприятие, память и логическое мышление. Эти функции являются весьма востребованными в самых различных областях, в областях автоматизации производств, при создании интеллектуальных самостоятельных роботов.

Хотя мемристоры известны уже достаточно давно, ученые и до сих пор не до самого конца понимают все физические и электрические процессы, которые позволяю реализовать обратимые изменения электрического сопротивления этого электронного компонента. Именно это и сдерживало дальнейшее развитие этого направления, ведь не станешьиспользовать в широких масштабах то, что не до конца изучено. Используя несколько различных исследовательских методик ученым удалось изучить фихические, химические свойства и поведение наноразмерных мемристоров.

Основным инструментом, позволившим провести детальные исследования свойств мемристоров, стал рентгеновский микроскоп с чрезвычайной мощностью излучения. С помощью этого микроскопа были получены детальные изображения ста мемристорных каналов, шириной в нанометры. Полученные последовательности изображений позволили локализовать место, где происходит нагрев материала мемристора, приводящий к изменению его сопротивления. А на основе полученных данных учеными была составлена полнаяматематическая модель, которая детально описывает все процессы, происходящие в мемристорах.

"Одним из самых больших препятствий в использовании мемристоров было отсутствие понимания того, как работает это устройство, что приводит к изменениям сопротивления"-рассказал Джон Пол Стракан (John Paul Strachan), руководитель группы исследований в области наноэлектроники компании Hewlett Packard. -"Теперь у нас имеется полная физическая, химическая и тепловая картина процессов, происходящих в канале мемристора, что приведет в блишайшее время к широкому внедрению этих устройств и появлению устройств с настоящим искусственным интеллектом".

Источник

Специализированные чипы могут сделать смартфоны в десять раз эффективней при выполнении определенных задач.

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего предложили реализовать инновационную идею, которая позволит смартфонам на базе операционной системы Google Android стать в 10-11 раз эффективней при выполнении ряда определенных задач. Их идея заключается в специальной архитектуре центрального процессора смартфона, который по мере необходимости перестраивает свою архитектуру, оптимизируя ее для выполнения одного, наиболее широко используемого на этой базе приложения. Внедрение такой инновации позволит не только увеличить срок службы аккумуляторных батарей смартфона, но и устранить проблему с недостатком вычислительной мощности и производительности некоторых типов Android-смартфонов и мобильных компьютеров.

Реализация специализированного процессора достаточно проста и прозрачна, исследователи предлагают взять одно или два мощных ядра центрального процессора и окружить их еще 120 менее мощными вычислительными ядрами. Используя специализированное программное обеспечение, уже разработанное программистами университета, меньшиевычислительные ядра процессора GreenDroid могут сконфигурироваться в архитектуру, обеспечивающую максимальную эффективность и производительность для одного из популярных приложений на базе OS Android - клиента электронной почты, веб-браузера, медиаплеера, навигационной системы и т.п.

Архитектура процессора, ориентированная на одно конкретное приложение, может в некоторых случаях поднять эффективность выполнения приложения в 10000 раз, по сравнению с обычным процессором широкого назначения. Такое решение не является панацеей для обычных компьютеров, которые выполняют одновременно множество различных задач и программы для которых обновляются достаточно часто. Но для смартфонов или планшетных компьютеров, у которых срок жизни, до морального устаревания, меньше чем уобычных компьютеров, внедрение перестраиваемой, ориентированной на конкретные приложения, архитектуры весьма обосновано и позволит выжимать из аппаратной частиустройства все возможное.

Источник

Новые 22 нм. 3D-транзисторы компании Intel обеспечат выполнение закона Гордона Мура.

На прошедшей неделе представители компании Intel объявили о начале выпуска чипов и микропроцессоров, основой которых стал совершенно новый тип кремниевых транзисторов, имеющих трехмерную структуру. Трехмерная структура транзисторов увеличивает эффективность его функционирования на 30 процентов и сократить занимаемую им площадь, благодаря чему сам транзистор занимает площадь 22 нанометра на кристалле чипа. Первым серийным чипом Intel, созданным на базе новых транзисторов, станет чип под названием"Ivy Bridge".

Трехмерная структура новых транзисторов является существенным продвижением вперед по сравнению с двухмерной структурой, на базе которой разрабатываются и изготавливаются микросхемы на протяжении прошлых 50 лет. 3D-структура и малые размеры новых транзисторов, согласно заявлению представителей Intel, позволят обеспечить выполнение закона Гордона Мура еще достаточно продолжительное время.

Напомним, что согласно закону Гордона Мура, который, к слову, является одним из основателей компании Intel, количество транзисторов на микропроцессорных чипах долженудваиваться каждые два года. Используя традиционную двухмерную структуру транзисторов, соблюдение закона Мура становится проблематичным из-за существующего технологического ограничения на максимальный размер самого кристалла чипа. Используя третье измерение, будущие кристаллы могут начать расти вверх, подобно небоскребам, оптимально заполняя все доступное пространство и позволяя беспрепятственно увеличивать число транзисторов.

Трехмерные транзисторы Tri-Gate состоят из кремниевого гребня, установленного вертикально на кремниевой подложке. Этот гребень является рабочей (активной) частью нового транзистора, структурой сток-исток. На нем располагаются три затвора (управляющих элемента), один на середине и по одному на каждой стороне, что позволяет болееэффективно управлять прохождением тока через транзистор. Когда транзистор открыт, его сопротивление меньше, чем у обычных транзисторов, имеющих только один затвор, а когда транзистор закрыт, поток электронов стремится к нулю.

Эти свойства новых транзисторов приводят к большей эффективности его функционирования, позволяя чипам на их основе работать при более низких напряжениях с малымитоками утечки. Так как транзисторы располагаются практически вертикально, то их можно располагать на кристалле гораздо ближе друг к другу. А в дальнейшем проектировщики чипов собираются сделать гребни транзисторов еще выше, увеличив еще больше эффективность их работы.

Новые процессоры Intel Core на Ivy Bridge, согласно обещаниям компании, обеспечат 37-процентное увеличение вычислительной мощности по сравнению с нынешними процессорами наоснове двухмерных транзисторов. Каждый чип нового процессора будет содержать по 6 миллионов 22-нанометровых транзисторов Tri-Gate, а на рынке первые процессоры Ivy Bridge появятся в 2012 году.

Источник