Ssylka

Сможет ли «New AI hardware on the horizon thanks to electrically programmable spintronic device» отк

Первоначальный замысел исследования сосредоточен на необходимости снижения энергопотребления при выполнении больших объёмов вычислений в сфере ИИ. Постоянное усложнение нейронных сетей приводит к росту затрат электроэнергии, и новая технология предполагает решение этой задачи с помощью спинтронных устройств, способных работать в режиме более низкого энергопотребления.
Сможет ли «New AI hardware on the horizon thanks to electrically programmable spintronic device» отк
Изображение носит иллюстративный характер

Учёные из Университета Тохоку, Национального института материаловедения (NIMS) и Японского агентства по атомной энергии (JAEA) объединили усилия, чтобы предложить аппаратную платформу для ИИ на базе электрически программируемого спинтронного устройства. Руководителем научной группы выступил Шунсукэ Фуками (Tohoku University), уделивший особое внимание совмещению памяти и вычислений по аналогии с биологическими нейронными сетями.

Ключевым достижением стало электрическое взаимное переключение неколлинеарного антиферромагнетика и ферромагнетика: исследователи показали, что при помощи электрических сигналов можно управлявать магнитным состоянием обоих материалов. Эта разработка отражена в статье, опубликованной в Nature Communications 5 февраля 2025 года, и призвана продвинуть создание новых AI-чипов, в которых сохранение и обработка информации выполняются более экономно.

Для реализации этого подхода использован неколлинеарный антиферромагнетик Mn3Sn, создающий спиновый ток при пропускании электрического тока, и соседний ферромагнетик CoFeB, переключаемый за счёт магнитного спин-эффекта Холла. Взаимное влияние видов магнетиков даёт возможность записывать и считывать многозначные состояния, уходя от чисто двоичной логики.

Эксперименты подтвердили, что информация, занесённая в ферромагнитный слой, может перестраиваться при изменении магнитного состояния Mn3Sn. Изменение полярности тока влияет на характер переключения CoFeB, что позволяет управлять несколькими уровнями записанных данных и имитировать аналоги синаптических связей в нейронных сетях.

Подход основывается на более тонком контроле магнитных состояний, чем в традиционных спинтронных схемах. Благодаря этой возможности появляется перспектива существенно сократить выбросы тепла и повысить быстродействие аппаратных компонентов, что в конечном итоге может привести к снижению нагрузки на энергосистему при масштабных задачах машинного обучения.

«Это открытие приближает нас к созданию более энергоэффективных AI-чипов за счёт электрического взаимного переключения неколлинеарных антиферромагнетиков и ферромагнетиков, – отметил Шунсукэ Фуками. – Теперь важно продолжить исследования в направлении уменьшения рабочих токов и повышения сигнала считывания, чтобы приблизить технологию к реальной интеграции в системы искусственного интеллекта».


Новое на сайте

16939Фиолетовый страж тайских лесов: редкий краб-принцесса явился миру 16938Хроники мангровых лесов: победители фотоконкурса 2025 года 16937Танцевали ли планеты солнечной системы идеальный вальс? 16936Ай-ай: причудливый лемур, проклятый своим пальцем 16935Как рентгеновское зрение раскрывает самые бурные процессы во вселенной? 16934Уязвимость нулевого дня в SonicWall VPN стала оружием группировки Akira 16933Может ли государственный фонд единолично решать судьбу американской науки? 16932Способна ли филантропия блогеров решить мировой водный кризис? 16931Взлом через промпт: как AI-редактор Cursor превращали в оружие 16930Мог ли древний кризис заставить людей хоронить мертвых в печах с собаками? 16929Какие наушники Bose выбрать на распродаже: для полной изоляции или контроля над... 16928Может ли искусство напрямую очищать экосистемы от вредителей? 16927Вирусное наследие в геноме человека оказалось ключевым регулятором генов 16926Рекордные оазисы жизни обнаружены в бездне океанских траншей 16925Крах прогнозов UnitedHealth на фоне растущих издержек и трагедий