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

18884Знаете ли вы, что приматы появились до вымирания динозавров, и готовы ли проверить свои... 18883Четыреста колец в туманности эмбрион раскрыли тридцатилетнюю тайну звездной эволюции 18882Телескоп Джеймс Уэбб раскрыл тайны сверхэффективной звездной фабрики стрелец B2 18881Математический анализ истинного количества сквозных отверстий в человеческом теле 18880Почему даже элитные суперраспознаватели проваливают тесты на выявление дипфейков без... 18879Шесть легендарных древних городов и столиц империй, местоположение которых до сих пор... 18878Обзор самых необычных медицинских диагнозов и клинических случаев 2025 года 18877Критическая уязвимость CVE-2025-14847 в MongoDB открывает удаленный доступ к памяти... 18876Научное обоснование классификации солнца как желтого карлика класса G2V 18875Как безграничная преданность горным гориллам привела Дайан Фосси к жестокой гибели? 18874Новый родственник спинозавра из Таиланда меняет представления об эволюции хищников Азии 18873Как новая электрохимическая технология позволяет удвоить добычу водорода и снизить... 18872Могут ли ледяные гиганты Уран и Нептун на самом деле оказаться каменными? 18871Внедрение вредоносного кода в расширение Trust Wallet привело к хищению 7 миллионов... 18870Проверка клинического мышления на основе редких медицинских случаев 2025 года