類大腦運算元件 處理器效能更上層

http://www.zdnet.com.tw/news/hardware/0,2000085676,20150384,00.htm

英國Exeter大學的科學家已經成功模擬大腦能在相同地方記憶與運算資料的能力，他們展示的技術最終可望讓處理器更加省電。這項技術採用相變(phase-change)材質來創造出類似神經元的元件，它可以同時儲存與運算資料，不像一般電晶體在同一時間只能做一件事。

負責這項研究的David Wright教授表示，「我們的發現對於全新類型的運算有很大的影響，包括”類似大腦”的電腦。我們研究的技術有可能開發出新類型”類似大腦”的電腦系統，它可以學習、隨時間調整與改變。」

所謂相變材質指的是它可以從一種狀態轉變為另外一種。在Exeter的實驗中，研究人員使用的合金從無型態狀態，在受到外力後轉變成全結晶化狀態。由於材質改變了狀態，它可以反射光的變化。反射的變化顯示出計算的輸出結果。

科學家們用雷射光脈衝（也可以用電流）來撞擊相變合金（鍺-銻-碲與銀-銦-銻-碲）以設定狀態改變的極限值。這個值也可以判斷研究人員所計算的實驗基數。然後他們使用極限值的總和與累計系統來執行計算。

在文件中，研究人員展示了加法、減法與除法。因為相變材質會根據輸入的能源值與脈衝來轉變成新的狀態，研究人員可以用脈衝來進行加法，並且觀察它的反射變化以讀取計算值。

隨著這項實驗的成功，科學家們計畫以10至100個互連的元件模擬神經元與突觸，創造出基本的神經元網路，以供處理一些工作如影像辨識與處理。

「我們用來算術的累計特性也可以用來提供基本的”神經元”類型硬體模擬」Wright表示，「所有的算術都是簡單的累計程序。神經元也像累加器一樣的簡單運作，因此你可以用簡單的相變元件來打造神經元。」

此外，研究人員認為相變材質可以成為USB卡等的替代快閃記憶體。

晶片專業廠商英特爾據聞早已在研究相變記憶體。在2008年時，該公司表示曾與STMicroelectronics合作，透過將材質維持在四種可能狀態其中之一的情形下，已經能夠讓每一元件儲存兩個位元的資料。

記憶電阻(Memristors)也可以記憶其前一個狀態，它是另一種在開發中類似神經元的技術。今年五月時，惠普宣稱在技術上有重大突破，他們已經可以了解它的化學與物理特性。(ZDNet Taiwan編輯部/T.I.M譯)