一種名為“自旋憶阻器”的新型神經(jīng)形態(tài)元件模仿人類大腦的節(jié)能運作，將AI應(yīng)用程序的功耗降低到傳統(tǒng)設(shè)備的1/100。TDK與法國研究機構(gòu)CEA合作開發(fā)了這種“自旋憶阻器”，作為神經(jīng)形態(tài)裝置的基本元件。

現(xiàn)在很明顯，利用大數(shù)據(jù)和AI的能源消耗將會激增，不可避免地導(dǎo)致大量數(shù)據(jù)的計算處理變得復(fù)雜。因此，TDK的目標(biāo)是開發(fā)一種電子模擬人類大腦突觸的設(shè)備：憶阻器。

這里需要注意的是，傳統(tǒng)的內(nèi)存元素將數(shù)據(jù)存儲為0或1。另一方面，自旋憶阻器可以像大腦一樣以模擬形式存儲數(shù)據(jù)。這使得它能夠以超低的功耗執(zhí)行復(fù)雜的計算。

雖然用于神經(jīng)形態(tài)器件的憶阻器已經(jīng)存在，但它們面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，包括電阻隨時間的變化，控制數(shù)據(jù)精確寫入的困難，以及確保數(shù)據(jù)保留的控制需求。TDK的自旋憶阻器克服了這些問題，并提供了對環(huán)境影響和長期數(shù)據(jù)存儲的免疫能力，同時通過減少泄漏電流降低了功耗。

實際應(yīng)用

在與CEA共同開發(fā)自旋憶阻器之后，TDK正在與Tohoku大學(xué)創(chuàng)新集成電子系統(tǒng)中心合作，為該設(shè)備創(chuàng)造實際應(yīng)用。雖然TDK和CEA之間的合作表明，自旋憶阻器可以作為神經(jīng)形態(tài)器件的基本元素，但制造它們需要集成半導(dǎo)體和自旋電子制造工藝。

自旋電子學(xué)是一種既利用電荷又利用電子自旋的技術(shù)，或者只利用自旋元件。TDK的AI半導(dǎo)體開發(fā)項目將與Tohoku大學(xué)合作，致力于將憶阻器與自旋電子學(xué)技術(shù)融合在一起。

值得注意的是，半導(dǎo)體和自旋電子制造工藝之間的集成已經(jīng)在類似的產(chǎn)品中完成：MRAM。TDK之所以選擇Tohoku大學(xué)作為合作伙伴，主要是因為Tohoku大學(xué)是MRAM研究和開發(fā)的領(lǐng)先學(xué)術(shù)機構(gòu)。