为AI寻找最佳人造突触:IBM电化学RAM亮相IEEE电子元件会议( 二 )

IBM 公司最近开发了一种名为电化学 RAM(electrochemical RAM)的基础部件,用于构建完美的突触结构。与相变内存或电阻式内存一样,它通过电导率的变化储存信息。但是,相变内存和电阻式内存只能实现两个或几个状态,而电化学 RAM 可以实现几十个甚至数百个状态。

为AI寻找最佳人造突触:IBM电化学RAM亮相IEEE电子元件会议

IBM 对电化学 RAM cell 单元的写入操作驱动锂离子进出三氧化钨通道。读数包括测量通道的电导率。

电化学 RAM 的 cell 单元看起来有点像 CMOS(互补金属氧化物半导体)晶体管。栅极位于介电层之上,会覆盖一个半导体通道和两个电极(即源极和漏极)。然而,在电化学 RAM 中,电介质是锂磷氮化物,这是一种用于实验性薄膜锂离子电池的固态电解质。在电化学 RAM 中,对应于 CMOS 晶体管中硅通道的部分是由三氧化钨制成的。通常,我们将三氧化钨用于建造智能窗户等设备。

为了设置电阻的水平——神经网络项中突触的「权重」——让脉冲电流穿过栅极和源极。当这个脉冲具有某种极性时,它会将锂离子驱入钨层,使钨层导电。反转输出电压的极性后,离子会逃逸回磷酸锂中,从而降低电导率。

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