使用磁路將可以使得大數(shù)據(jù)處理更加節(jié)能

（文章來(lái)源：教育新聞網(wǎng)）

技術(shù)的飛速發(fā)展導(dǎo)致用于處理設(shè)備生成的大量數(shù)據(jù)的能源使用量大大增加。但是，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科克雷爾工程學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種使新一代智能計(jì)算機(jī)更加節(jié)能的方法。

傳統(tǒng)上，硅芯片已經(jīng)形成了為計(jì)算機(jī)供電的基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)。但是這項(xiàng)研究使用的是磁性組件而不是硅，并發(fā)現(xiàn)了有關(guān)磁性組件的物理特性如何降低能源成本和訓(xùn)練算法要求的新信息-神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以像人類一樣思考，并且可以進(jìn)行圖像和圖案識(shí)別。

“現(xiàn)在，訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法非常耗能，”考克雷爾學(xué)院電氣與計(jì)算機(jī)工程系的助理教授讓·安妮·恩科維亞(Jean Anne Incorvia)說(shuō)?！拔覀兊墓ぷ骺梢詭椭鷾p少培訓(xùn)工作量和能源成本。”

研究人員的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在本周的IOP納米技術(shù)上。Incorvia由第一作者和二年級(jí)研究生Can Cui領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。Incorvia和Cui發(fā)現(xiàn)，隔開間隔的磁性納米線(充當(dāng)人工神經(jīng)元)，自然可以提高人工神經(jīng)元相互競(jìng)爭(zhēng)的能力，其中活化度最高的納米線勝出。要獲得這種效果，即所謂的“橫向抑制”，傳統(tǒng)上需要在計(jì)算機(jī)內(nèi)部增加電路，這會(huì)增加成本并占用更多的能源和空間。

Incorvia說(shuō)，他們的方法在執(zhí)行相同的學(xué)習(xí)任務(wù)時(shí)，與標(biāo)準(zhǔn)反向傳播算法相比，其能量消耗降低了20到30倍。人類大腦包含神經(jīng)元的方式相同，新時(shí)代的計(jì)算機(jī)具有這些整合神經(jīng)細(xì)胞的人工版本。當(dāng)神經(jīng)元以最快的速度發(fā)射能夠阻止較慢的神經(jīng)元發(fā)射時(shí)，就會(huì)發(fā)生橫向抑制。在計(jì)算中，這減少了處理數(shù)據(jù)時(shí)的能源消耗。

Incorvia解釋說(shuō)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式正在發(fā)生根本性的變化。一種主要趨勢(shì)是神經(jīng)形態(tài)計(jì)算的概念，它實(shí)際上是在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)，使其像人的大腦一樣思考。這些智能設(shè)備無(wú)需一次處理一個(gè)任務(wù)，而是可以同時(shí)分析大量數(shù)據(jù)。這些創(chuàng)新推動(dòng)了機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能領(lǐng)域的革命，該革命近年來(lái)主導(dǎo)了技術(shù)領(lǐng)域。

這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是兩個(gè)磁性神經(jīng)元之間的相互作用以及有關(guān)多個(gè)神經(jīng)元相互作用的初步結(jié)果。下一步涉及將發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于較大的多個(gè)神經(jīng)元集，并對(duì)它們的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。該研究由美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)職業(yè)獎(jiǎng)和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室資助，并獲得了UT德州高級(jí)計(jì)算中心的資助。
（責(zé)任編輯：fqj）