首页 | 热点 | 滚动 | 国内 | 乐活 | 关注 | 教育 | 体育 | 时尚 | 汽车 | 新闻 | 行业 | 都市 |

 

利用二维原子晶体实现了单晶体管基非线性逻辑运算
发布时间：2021-06-17 15:03:59 文章来源： 中国科学报
近日，复旦大学微电子学院教授周鹏团队与中科院上海技术物理研究所研究员胡伟达团队合作，利用二维原子晶体的双极性固有特征，实现了单晶体

近日，复旦大学微电子学院教授周鹏团队与中科院上海技术物理研究所研究员胡伟达团队合作，利用二维原子晶体的双极性固有特征，实现了单晶体管基非线性逻辑运算，为高性能低功耗智能系统的发展提供了新的技术途径。相关研究成果发表于《自然—电子学》。

人脑在20瓦特的能量消耗下即可进行高度智能计算，其主要原因在于单个神经元细胞具备多种线性和非线性运算功能。长期以来，科学家一直采用传统晶体管电路模拟人脑中的突触及神经元功能实现神经形态计算。然而，布尔逻辑运算需要多个器件组合才能实现，不仅硬件资源开销大，而且信息处理过程极为耗能，远不及神经元细胞计算的高效性。

在由传统器件构成的系统中，随着突触或神经元单元增多，所需晶体管数目呈指数式增长，严重制约了类脑神经形态计算芯片的快速发展。因此，从实现人脑神经元功能出发，利用单晶体管获得非线性计算能力，有望构建真正意义上的“电子大脑”，实现高性能、低功耗的智能计算。

针对具有重大需求的类脑神经形态技术，周鹏与胡伟达团队引入了二维材料的独特非掺杂极性特征，提出的新型类神经元逻辑晶体管在器件、系统层面上都展现出了巨大的应用优势：不同极性(双极性硒化钨、n型硫化钼以及p型黑磷)的单晶体管可模拟神经元细胞实现完整的布尔逻辑操作;基于不同新型器件的组合可进一步构建高面积效率逻辑电路，物理面积节约最高可以达78%;同时，新型类神经元逻辑器件可以构建三维“同或”逻辑阵列，将其应用于二值卷积神经网络(BCNN)，仿真计算表示在同一技术平台上，该网络计算效率已经超过由忆阻器存算一体技术构成的BCNN效率。

研究人员表示，目前基于类神经晶体管逻辑门的BCNN芯片正在推进实现中，具有可媲美脑计算的高功能密度、高效率以及低功耗等特点，将进一步满足物联网、人工智能等应用的发展需求。(黄辛)

标签： 二维原子 单晶体管基 非线性 逻辑运算

资讯播报

乐活HOT

  • 2022北京龙庆峡冰灯冰雪季冬奥题材冰灯作品比去年多一半多
    2022北京龙庆峡冰灯冰雪季冬奥题

    赏灯戏雪过大年!1月15日晚，2022年北京龙庆峡冰灯冰雪季在龙庆峡文化广场开幕。龙庆峡景区紧邻冬奥延庆赛区，今年的冰灯冰雪季加大了冬奥文

  • 运动、食补等成年轻人生活常态 “养生人”有冲动派有学术派
    运动、食补等成年轻人生活常态

    护肤养颜美丽人惜命养生打工人激情参与体验派随缘佛系小乖乖学术养生小专家快乐负重撸铁人——经此一疫，年轻人也给自己贴上了惜命的标签。

  • 2022北京年货节的网上年货节专场促销优惠多
    2022北京年货节的网上年货节专场

    昨日，由北京市商务局主办，北京老字号协会、北京市餐饮行业协会承办的2022北京年货节在丰台区大悦春风里正式启动。本次年货节，是北京消费

  • 北海公园总面积1.5万平方米的天然冰场正式开放
    北海公园总面积1.5万平方米的天

    为助力北京冬奥城市文化活动，让市民和游客感受冰雪活动乐趣，1月12日，北海公园总面积1 5万平方米的天然冰场正式开放，预计将持续至2月4日

  • 正值泡温泉旺季 不少景点都推出了一定的优惠政策
    正值泡温泉旺季 不少景点都推出

    入冬以来，随着气温逐渐走低，冬季游玩项目成为热门话题。今年元旦假期，湖北省文化和旅游厅的数据显示，滑雪、泡温泉等冬季特色项目受到市

  • 武汉大众冰雪季将向2.8万名小学生免费派发冰雪体验券
    武汉大众冰雪季将向2.8万名小学

    迎冬奥，在家门口享受冰雪运动。1月17日至2月28日，第八届全国大众冰雪季冰雪嘉年华活动将在武汉全民健身中心开放运营。活动期间，市体育局

  • 冬季抑郁有何常见表现? 为何冬季更容易抑郁?
    冬季抑郁有何常见表现? 为何冬

    进入冬季，再加上目前疫情在全国多地散发，或多或少影响着我们的心情。那么，在这个特殊的季节和时期，我们如何调适自己的心理呢?今天，河

  • 颐和园冰上健体活动正式启动 是全市最大一处天然冰场
    颐和园冰上健体活动正式启动 是

    1月10日，颐和园圆梦冬奥，相约颐和冰上健体活动正式启动，冰场总面积约30万平方米，是全市最大一处天然冰场。北京青年报记者了解到，冰场

  • 不建议14岁以下儿童专门检测幽门螺旋杆菌
    不建议14岁以下儿童专门检测幽门

    近日，美国卫生及公共服务部发布了第15版致癌物报告，其中幽门螺旋杆菌慢性感染被明确标为可致癌。这一话题迅速登上热搜。根据世界胃肠病组

  • 210个药品注册证书被注销 包括多个品牌的去痛片
    210个药品注册证书被注销 包括

    国家药品监督管理局官网近日发布公告，注销210个药品注册证书，其中包括多个品牌的去痛片。日常生活中，不少市民出现头痛、腹痛、月经痛、

娱乐LOVE

精彩推送