能打造新型CPU的分子元件,if语句攒出决策树,能顶数千晶体管( 三 )


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这是一个由71个节点组成的决策树 , 其中红色指关电导状态 , 绿色指开电导状态 。
每一个氧化还原状态可以提供不同的初始条件 , 然后产生自己的树集(也就是通过一组相互关联的输入来预测输出的逻辑函数) 。
这样 , 忆阻器的物理特性便直接将输入与输出连系了起来 。
当条件改变 , 需要去处理或学习一样新的东西时 , 只要施加一个不同的电压脉冲 , 设备就能够进行逻辑上的重新编程或重新配置 。
这就不禁让人想起大脑神经的可塑性 。
大脑可以通过建立和断开神经细胞之间的连接 , 以此改变周围的线路 。
而现在我们创造的这种分子装置也能够通过重新编程改变逻辑 , 进而实现这种重构 。
此外 , 这一分子忆阻器还能实现CPU中使用的通用逻辑功能 , 包括AND、OR、NAND、XOR 。
能打造新型CPU的分子元件,if语句攒出决策树,能顶数千晶体管
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这也就意味着它同时拥有寄存器和执行单元的功能 。
如果用在电脑或手机里 , 那么在寄存器和执行单元之间进行数据穿梭所花费的时间和功耗将被大大减少 。
现在 , 这种全新的电路元件总能量和面积(area)方面的效率 , 至少要比利用DRAM作为存储器的CMOS高出2个数量级 。
团队介绍
Sreetosh Goswami , 一作兼通讯作者 , 新加坡国立大学(NUS)物理系 , 同时也是新加坡国立大学纳米研究所(NUSNNI)的成员 。
主要研究方向是纳米电子学和光电子学 , 这次整个项目主要由他设计 , 并进行了电学和光谱测量 。
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Sreebrata Goswami , 通讯作者 , 印度科学普及协会(IACS)的化学科学学院教授 , 他设计出了这次用到的有机分子材料 。
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Stanley Williams , 通讯作者 , 德州农工大学的电子与计算机工程系教授 , 主要研究方向是纳米电子学 , 曾获2014年IEEE杰出工程师 。
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T. Venkatesan , 通讯作者 , 现任新加坡国立大学纳米研究所所长 , 是脉冲激光沉积工艺的创始人 。
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论文地址:
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03748-0
《Nature》News&Views点评
https://www.nature.com/articles/d41586-021-02323-x
参考链接:
[1]https://phys.org/news/2021-09-molecular-device-unprecedented-reconfigurability-reminiscent.html
[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Memristor
— 完 —
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来源:量子位