ترانزیستور مایع آی‌بی‌ام و پردازشی شبیه مغز

3

دهه‌ها است که ترانزیستور جز اصلی دستگاه‌های الکترونیکی ما، از تلفن هوشمند تا کامپیوتر است. این فناوری در این مدت پیشرفت‌های اندکی (البته فارغ از کوچک شدن اندازه گیت‌ها) داشته است. اما گروهی از محققین آی‌بی‌ام، تغییری اساسی در این فناوری بوجود آورده‌اند و ادعا می‌کنند که با این شیوه می‌توانند کامپیوترهایی بسازند که کارکردشان به مغز انسان نزدیک‌تر باشد.

ibm-transistor

اگر این ادعاها درست باشد، آی‌بی‌ام می‌تواند کامپیوترهایی کاراتر بسازد که به توان مصرفی بسیار کمتری نیاز داشته باشند. این امر ممکن است به انقلابی در حوزه تجهیزات همراه منجر شود که امروزه عمر کوتاه باتری مشکل مشترک تمام آن‌ها است. کل این روند چندان به حرکت مایعات دارای بار الکتریکی در مغز ما بی‌شباهت نیست. اگر مغز می‌تواند این کار را بکند، ممکن است یک ماده مصنوعی هم بتواند همین عمل را انجام دهد.

این فناوری متکی به ماده‌ای است که «اکسیدهای الکترونی همبسته» یا Correlated Electron Oxides نام دارد که می‌تواند با یک مایع یونی (یا هر ترکیبی که نیمی از مولکول‌های آن بار مثبت و نیمی بار منفی داشته باشند)  ترکیب شود. زمانی که یک ولتاژ اندک به مایع اعمال شود، ذرات باردار به دو سمت مقابل ماده اکسید منقل می‌شوند. این بار الکتریکی ماده اکسید را ترک کرده و وارد مایع می‌شود. به این ترتیب وضعیت رسانایی آن را به حالت نارسانا به حالت رسانا تبدیل می‌کنند.

ibm-transistor-2

این مایع وضعیت خود را تا اعمال شارژ بعدی حفظ می‌کند. این بخش از تحقیق دستاورد جدید و امیدبخشی است. آی‌بی‌ام معتقد است که این فناوری از یک سو می‌تواند به ساخت حافظه‌های پایدار (غیر فرار که برای حفظ داده‌ها نیازی به حفظ جریان ندارند) منجر شود و از سوی دیگر منشا بوجود آمدن تراشه‌هایی شود که انرژی بسیار کمتری نسبت به تراشه‌های سیلیکونی کنونی مصرف می‌کنند.

استوارت پارکین (Stuart Parkin) محقق ارشد این پروژه گفته است که گروهش چندین سال روی این پروژه کار کرده‌اند. او می‌افزاید: «ما از جریان‌های کوچک یون‌های تولید شده توسط این سیگنال‌های الکتریکی استفاده می‌کنیم تا حالت ماده اکسید را تغییر دهیم. این روشی برای ساخت دستگاه‌های کم‌مصرف و پربازده از طریق قطع و وصل کردن رسانایی آن‌ها است. ما این ماده را به حالت رسانا می‌بریم و بعد بدون نیاز به انرژی این حالت را حفظ می‌کنیم.»

پیشرفت تراشه‌های سیلیکونی سال‌ها است که از قانون مور تبعیت می‌کند. اما بسیاری معتقدند که سرعت این پیشرفت‌ها و تحولات به تدریج با رسیدن فناوری نیمه‌هادی‌ها به حد نهایی اندازه خود (اتم‌ها) کاهش خواهد یافت. آی‌بی‌ام در حال یافتن راه‌حل‌های ممکن برای چنین شرایطی است. یکی از این راه‌حل‌ها ایجاد تراشه‌های نیمه‌هادی است که همانند مغز انسان کار می‌کنند.

پارکین اعلام کرده است که با گستردن الکترولیت مایع یونی باردار بر روی یک ماده خاص توانسته‌اند به حالت‌های پایدار رسانا و نارسانا دست پیدا کنند. به این ترتیب راه برای ساخت ترانزیستورها و گیت‌های منطقی مبتنی بر اکسید هموار خواهد شد.

ibm-transistor-3

پارکین می‌گوید: «این راه‌حلی در برابر کند شدن قانون مور است. مغز و نحوه کارکرد آن الهام‌بخش ما در این تحقیق بوده است. مغز پر از مایع و جریان‌های یونی است. ما می‌توانیم دستگاه‌هایی بسازیم که شباهت بیشتری با مغز داشته باشند.» تصویر بالا نمونه‌ای از مدار نانومایع را نشان می‌دهد. این مدار با عبور دادن مایع یونی (سبز رنگ) از درون کانال‌هایی که روی یک صفحه مسطح اکسید (نارنجی رنگ) کشیده شده‌اند کار می‌کند. وقتی که ولتاژی از طریق یک الکترود (آبی رنگ) به مایع اعمال شود، ذرات سطح اکسید (توپ‌های زرد رنگ) متالیزه و رسانا می‌شوند. وقتی ولتاژی اعمال نشود حرکت یونی هم وجود نخواهد داشت و سطح اکسید نارسانا خواهد بود. به این ترتیب می‌توان مدارهایی را به شکا داینامیک روی سطح اکسید شکل داد.

منبع (+)


اگر خواننده جدید سایت «یک پزشک»  هستید!
شما در حال خواندن سایت یک پزشک (یک پزشک دات کام) به نشانی اینترنتی www.1pezeshk.com هستید. سایتی با 18 سال سابقه که برخلاف اسمش سرشار از مطالب متنوع است!
ما را رها نکنید. بسیار ممنون می‌شویم اگر:
- سایت یک پزشک رو در مرورگر خود بوک‌مارک کنید.
-مشترک فید یا RSS یک پزشک شوید.
- شبکه‌های اجتماعی ما را دنبال کنید: صفحه تلگرام - صفحه اینستاگرام ما
- برای سفارش تبلیغات ایمیل alirezamajidi در جی میل یا تلگرام تماس بگیرید.
و دیگر مطالب ما را بخوانید. مثلا:

بال‌های پرنده نورثروپ: کاوشی در هواپیمای XB-۳۵ افسانه‌ای با عکس‌های کمتر دیده شده

نورتروپ XB-۳۵ گواهی‌ای بر روح پرشهامت نوآوری در صنعت هوانوردی در اوایل دهه ۱۹۴۰ بود.XB-۳۵ که توسط شرکت نورتروپ Northrop با همکاری نیروی هوایی ارتش ایالات متحده توسعه یافت، یک هواپیمای آزمایشی بود که مرز‌های مهندسی هوانوردی را جابجا کرد.…

تصور دهشت نبرد «واترلو» با هوش مصنوعی میدجرنی

نبرد واترلو، که در ۱۸ ژوئن ۱۸۱۵ رخ داد، یک درگیری نظامی مهم در طول جنگ‌های ناپلئون بود. این جنگ بین ارتش فرانسه به رهبری امپراتور ناپلئون بناپارت و اتحادی از نیرو‌های بریتانیایی، هلندی و پروس به فرماندهی دوک ولینگتون و فیلد مارشال گبهارد…

هوش مصنوعی یکی از تخیل‌های کودکی ما را تصویرسازی کرد: کشتزارهایی از همه چیز: بستنی قیفی –…

شاید سریال کارتونی پینوکیو باعثش شد. شاید هم نه! در آن قسمت دلپذیر و خاطره‌انگیز، روباه مکار و گربه ننه، پینوکیو را فریفتند تا سکه خود را بکارد تا درختی از سکه بروید و بتواند سکه‌های بی‌شمار برداشت کند.سال‌ها از آن زمان گذشته، الان هم…

کهن‌ترین درختان جهان

" بث مون " عکاسی است که در سانفرانسیسکو زندگی می کند و بیش از 14 سال از عمرش را صرف شناسایی و عکاسی از قدیمی ترین درختان جهان کرده است. او به کشورها و سرزمین های دورافتاده سفر می کند تا از درختان قطور قدیمی تصاویر زیبایی را ثبت کند. او می…

چگونه از نشخوار فکری یعنی زیاد فکر کردن به چیزی تنش‌زا، رهایی پیدا کنیم؟

بعضی‌ها درگیر یک نوع نشخوار فکری می‌شوند. مثلا خاطرات بد گذشته، از دوران کودکی یا رابطه بد با شریک زندگی سابقشان را مرتب ناخواسته به هر بهانه‌ای مرور می‌کنند یا در مورد یک کار جزئی که می‌دانند انجام دادنش سخت نیست و از عهده‌اش برمی‌آیند،…

مجموعه عکس‌های چیزهای عجیب و ترسناکی که مو بر تن راست می‌کنند

چرا گاهی دوست داریم داستان‌ها یا فیلم‌های ترسناک را ببینیم؟ خود آزاری؟!در این پست که تعدادی عکس نستا ترسناک (بیشتر عحیب) خواهید دید، می‌خواهم نخست کمی در این مورد حرف بزنم.دلایل لذت بردن افراد از وحشت می‌تواند از فردی به فرد دیگر…
آگهی متنی در همه صفحات
دکتر فارمو / موتور فن کویل / شیشه اتومبیل / نرم افزار حسابداری / خرید سیلوسایبین / هوش مصنوعی / قیمت وازلین ساج / مقاله بازار / شیشه اتومبیل / قیمت ایمپلنت دندان با بیمه /سپتیک تانک /بهترین دکتر لیپوماتیک در تهران /بهترین جراح بینی در تهران / آموزش تزریق ژل و بوتاکس / دوره های زیبایی برای مامایی / آموزش مزوتراپی، PRP و PRF /کاشت مو / مجتمع فنی تهران /قیمت روکش دندان /خدمات پرداخت ارزی نوین پرداخت / درمان طب / لیست قیمت تجهیزات پزشکی / دانلود آهنگ / سریال ایرانی کول دانلود / دانلود فیلم دوبله فارسی /داروخانه اینترنتی آرتان /اشتراك دايت /فروشگاه لوازم بهداشتی /داروخانه تینا /لیفت صورت در تهران /فروش‌ دوربین مداربسته هایک ویژن /سرور مجازی ایران /مرکز خدمات پزشکی و پرستاری در منزل درمان نو /توانی نو / ثبت برند /حمل بار دریایی از چین /سایت نوید /پزشک زنان سعادت آباد /کلاه کاسکت / لمینت متحرک دندان /فروشگاه اینترنتی زنبیل /ساعت تبلیغاتی /تجهیزات پزشکی /چاپ لیوان /خرید از آمازون /بهترین سریال های ایرانی /کاشت مو /قیمت ساک پارچه ای /تولید محتوا /دانلود نرم افزار /
3 نظرات
  1. فرشاد می گوید

    هر یک نورون از مغز انسان معادل یک node (اصطلاحی که در هوش مصنوعی برای این تعریف بکار میره) هست. مغز انسان هم که از میلیون ها نورون تشکیل شده. هر node هم معادل یک سیستم کامپیوتری مینیمم‌سیستم (شامل IO، BUS، RAM، CPU) هست. در مورد ادعای IBM من متوجه نمیشم چطور یک ترانزیستور جدید به تنهایی میتونه معادل (حداقل!) یک node باشه.

    1. نریمان می گوید

      یک ترانزیستور تنها این وظیفه رو بر عهده نخواهد داشت.
      برای تولید تابع فعال‌سازی (سیگمویید) و جمع کننده‌ها و ضرب کننده‌های فقط یک نورون و لینک‌های ارتباطیش تعداد خیلی زیادی ترانزیستور نیازه.
      حجم سیلیکون مصرفی اون در پیاده‌سازی روی FPGA کاملا مشخص هست.

      تازه، درصورت امکان کنترل به صورت نمایی شاید یک ترانزیستور ضریب تقویتش سیگموئید بشه (از این خیلی تعجب خواهم کرد اگه دقیق از آب دربیاد!)

      اگر این روش به جواب برسه، توان مصرفی و میزان چگالی ترانزیستور شدیدا متحول خواهد شد و راه برای پیاده‌سازی توان پردازشی بالاتری هموار می‌شه. (تا در نهایت مشکل حجم پردازشی مورد نیاز برای شناسایی الگو بهبود پیدا کنه)

      در ضمن، خود نظریه شبکه‌های عصبی مصنوعی، در عمل موفق نشده شبکه‌ای با بیش از ۱۰۰ نورون بسازه و به طور مطلوبی استفاده کنه. در صورتی که ساده‌ترین کرم خاکی حدود ۵۰۰ تا نورون داره!
      یعنی خود این نظریه، هنوز انتظارها رو برآورده نکرده. باید با ایده‌ دیگه‌ای ترکیبش کرد

      1. فرشاد می گوید

        بله دوست عزیز. تعجب من هم از همین بود 🙂

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

••4 5