Nieuwe methode maakt computergeheugen van titaniumoxide

Een team heeft een methode ontwikkeld om computerchips te doordrenken die machine-learning-applicaties van meer verwerkingskracht voorzien door een gemeenschappelijk materiaal te gebruiken dat in huisverf wordt gevonden in een analoog geheugenapparaat dat zeer energiezuinige machine-inferentiebewerkingen mogelijk maakt. Het materiaal, titaniumoxide, is een veelgebruikt materiaal dat wordt gebruikt in huisverf. Het is een oxide, wat betekent dat het al zuurstof bevat. Het aftrekken van een deel van de zuurstof creëert zuurstofvacatures die het materiaal elektrisch geleidend maken. Die zuurstofvacatures kunnen nu elektrische gegevens opslaan, waardoor bijna elk apparaat meer rekenkracht krijgt.

Het team creëerde de zuurstofvacatures door een computerchip met een titaniumoxidecoating boven 150 °C te verhitten, enkele zuurstofmoleculen van het materiaal te scheiden met behulp van elektrochemie en vacatures te creëren.

Op dit moment werken computers over het algemeen door gegevens op de ene plaats op te slaan en die gegevens op een andere plaats te verwerken. Dat betekent dat computers voortdurend gegevens van de ene plaats naar de andere moeten overbrengen, wat energie en rekenkracht verspilt. De nieuwe methode maakt de verwerking en de opslag op dezelfde plaats op een voorspelbare en herhaalbare manier.

Het gebruik van zuurstofvacatures kan een manier zijn om machine learning te helpen een groot obstakel te overwinnen dat het nu tegenhoudt:stroomverbruik. In autonome voertuigen bijvoorbeeld, kost het nemen van beslissingen over het rijden een grote hoeveelheid energie om alle input te verwerken. Als er een alternatief materiaal voor computerchips kan worden gemaakt, kunnen de voertuigen informatie efficiënter verwerken, energie besparen en meer gegevens verwerken.

Om in mobiele telefoons een spraakopdracht te geven, moet de gebruiker verbonden zijn met een netwerk dat de opdracht doorgeeft aan een centrale hub van computers die naar de spraakopdracht luistert en vervolgens een signaal terugstuurt om de telefoon te vertellen wat hij moet doen. Via dit proces vinden spraakherkenning en andere functies plaats in de telefoon.