Nanotechnology Now - Communiqué de presse : Le présent et l'avenir de l'informatique bénéficient d'un coup de pouce grâce à de nouvelles recherches

Republié par Platon

Suiveurs: 0

Accueil > Presse > Le présent et l'avenir de l'informatique bénéficient des nouvelles recherches

Résumé:
Les besoins informatiques mondiaux ont augmenté de façon exponentielle ces dernières années en raison de l’explosion technologique. Pour répondre aux besoins du prochain saut technologique, la communauté scientifique s’efforce d’améliorer les capacités de traitement actuelles tout en développant simultanément des méthodes informatiques entièrement nouvelles.

Le présent et l'avenir de l'informatique sont stimulés par de nouvelles recherches

Austin, TX | Publié le 21 juillet 2023

Deux nouveaux articles du groupe de recherche de Jean Anne Incorvia, professeur à la famille Chandra de génie électrique et informatique de la Cockrell School of Engineering, visent à contribuer à ces deux besoins scientifiques. Ensemble, ils offrent des améliorations par rapport à la technologie actuelle des semi-conducteurs ainsi qu’un élément de base plus agile pour la prochaine génération d’ordinateurs qui pensent comme le cerveau humain.

"Nous sommes au bord d'une nouvelle classe d'ordinateurs et recréer la façon dont notre cerveau pense constitue un formidable projet de recherche", a déclaré Incorvia. "Dans le même temps, les techniques informatiques que nous utilisons aujourd'hui ne mèneront nulle part, il est donc important de continuer à améliorer et à innover sur les appareils qui alimentent notre technologie actuelle."

Problème de logique

Une nouvelle recherche publiée dans ACS Nano concerne les transistors et les circuits. Les puces contiennent des composants appelés portes logiques qui interprètent les signaux numériques.

Ces portes logiques sont des transistors qui peuvent généralement conduire soit des électrons, soit des trous – ce qui se produit lorsque les électrons se déplacent dans les atomes – mais pas les deux. Dans cet article, les chercheurs ont relié des portes logiques qui pourraient conduire à la fois des électrons et des trous.

Ils montrent que cette réalisation réduit le nombre de transistors nécessaires dans un circuit. Et cela signifie que davantage de transistors pourraient être regroupés dans le même espace, le rendant à la fois plus efficace et plus puissant, ou que l'espace économisé pourrait être utilisé pour réduire le dispositif. Ils présentent également un nouveau circuit qui exploite spécifiquement le comportement du transistor.

Les transistors sont fabriqués à partir de matériaux bidimensionnels ultra-fins, qui possèdent cette propriété naturellement « ambipolaire » qui leur permet de conduire à la fois les trous et les électrons. Cependant, ils n’ont pas fait un excellent travail à eux seuls. Le perfectionnement de cette capacité est un élément majeur de cet article et, grâce à l'ingénierie de leurs dispositifs, ils présentent d'importants circuits XOR, NOR et NAND sans avoir besoin d'autres dispositifs que les transistors ambipolaires. Ces circuits sont les éléments de base de circuits plus grands.

"Quand nous pensons à l'avenir de l'informatique, si nous pouvons exploiter le comportement naturel de ces matériaux 2D et les mettre à l'échelle, nous pourrions réduire de moitié le nombre de transistors dont nous avons besoin dans nos circuits", a déclaré Incorvia.

Les chercheurs ont démontré cette capacité sur un appareil de taille assez grande. Les prochaines étapes consistent à réduire la taille des appareils et à réduire davantage la consommation d'énergie nécessaire pour en faire des composants de puce commercialement viables.

Neurones bruyants

Ces résultats s’appliquent à la technologie informatique actuelle. Un deuxième article publié récemment dans Applied Physics Letters examine la prochaine génération d’ordinateurs, ceux qui pensent davantage comme le cerveau humain.

Ces dispositifs neuromorphiques sont meilleurs que les ordinateurs traditionnels pour les tâches d’IA telles que l’interprétation d’images et le traitement du langage. Dans ce nouvel article, les chercheurs ont créé un nouveau type de neurones artificiels – qui, dans le cerveau humain, sont responsables de l’envoi d’informations entre les cellules cérébrales – en utilisant des matériaux magnétiques.

Les neurones artificiels représentent un domaine populaire de recherche en informatique neuromorphique. Ce qui distingue ces dispositifs neuronaux, c’est la nature chaotique de leurs réactions aux impulsions électriques.

Ils ont surpassé les autres neurones artificiels faisant partie des réseaux neuronaux dans l’interprétation des images, en particulier lorsque les données à interpréter étaient bruyantes. Les appareils ont mieux réussi que les autres neurones artificiels à identifier les images de chaussures floues, et l'écart s'est creusé à mesure que les images devenaient floues.

"Comme l'appareil lui-même est stochastique dans sa réponse aux données d'entrée, il a mieux fonctionné avec des ensembles de données bruyants", a déclaré Incorvia.

Ces neurones pourraient avoir un impact pour les utilisations de « edge computing », où les appareils doivent être plus petits, consommer moins d’énergie et être éloignés d’une source informatique centrale comme un serveur cloud. Ils résistent également aux radiations.

L’une des premières applications de cette technologie pourrait avoir lieu dans l’espace, où les puces de silicium ont du mal à résister aux niveaux élevés de rayonnement. La capacité à gérer les rayonnements ainsi que les données désordonnées pourraient rendre ces neurones idéaux pour la future technologie spatiale.

Incorvia a travaillé avec Deji Akinwande, professeur de génie électrique et informatique, et Joseph Friedman, professeur agrégé de génie électrique et informatique à l'Université du Texas à Dallas, sur la recherche ACS Nano, financée par des subventions de la National Science Foundation et de l'US Air Force Research. Laboratoire. Le reste de l'équipe de projet comprend : Xintong Li et Ethan Rivers du département de génie électrique et informatique de la famille Chandra ; Peng Zhou et Xuan Hu du département de génie électrique et informatique de l'UT Dallas ; et Kenji Watanable et Takashi Taniguchi du Centre de recherche sur les matériaux électroniques et optiques de l'Institut national des sciences des matériaux au Japon.

La recherche sur les lettres de physique appliquée a été financée par des subventions de la National Science Foundation. L'équipe d'Incorvia sur ce projet est composée de Thomas Leonard, Samuel Liu et Harrison Jin, tous issus du génie électrique et informatique.

####

Pour plus d'informations, veuillez cliquez ici

Contacts :
Nat Lévy
Université du Texas à Austin

Si vous avez un commentaire, veuillez Contact .

Les émetteurs de communiqués de presse, et non 7th Wave, Inc. ou Nanotechnology Now, sont seuls responsables de l'exactitude du contenu.

Signet: