Понедельник, 23 Январь 2017 16 +  RSS
Понедельник, 23 Январь 2017 16 +  RSS
Популярно
13:18, 26 марта 2016

Как будут выглядеть и работать компьютеры будущего, рассказал новосибирский ученый


В феврале 2016 года в одном из самых авторитетных научных журналов в области физики Physics Reports была опубликована статья «Электрические свойства оксида гафния», авторами которой стали кандидат физико-математических наук Дамир Исламов и двое его коллег из ИФП СО РАН.

Collage of human head, digits and various abstract elements on the subject of artificial intelligence, modern science, computer technology and human and artificial mind

07-Дамир— Наша исследовательская группа занимается изучением оптических и электрических свойств диэлектриков, например, оксида гафния и других металлов, — рассказывает учёный из Института физики полупроводников СО РАН, старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук, бердчанин Дамир Исламов. — По некоторым параметрам они превосходят классический для микроэлектроники диэлектрик – оксид кремния, который используется во всех микросхемах по нынешний день.

— С 2009 года корпорация Intel в своих процессорах использует оксид гафния вместо оксида кремния, что позволило уменьшить размеры и увеличить скорость изделий. Это вывело компанию в монополисты на рынке современных микропроцессоров, — подчеркнул Дамир. — Кроме того, современные диэлектрики используются в оптических приборах, а оксид циркония – в стоматологии при изготовлении керамических коронок или в ювелирном деле: в виде кристаллов под названием фианит.

— В последние несколько лет мы с коллегами продолжили изучение свойств диэлектриков, но уже в разрезе новой темы — создания нейроморфных систем, то есть систем, имитирующих работу головного мозга, — продолжает Дамир Исламов. — Дело в том, что современные диэлектрики являются основным компонентом такого элемента, как мемристор. Он же, в свою очередь, может стать основой для машин, обладающих искусственным интеллектом.

В 2013 году команда учёных из Японии опубликовала результаты изучения свойств микротрубочек белка тубулина, которые предположительно отвечают за функцию памяти в нейроне. При этом оказалось, что мемристор обладает одной схожей с ними характеристикой, и это дало учёным надежду на то, что его можно использовать в приборах для нейроморфных вычислений.

Секрет в архитектуре

Проблема создания искусственного интеллекта интересовала людей задолго по появления первых вычислительных машин. Но до сих пор человеческий мозг справляется со многими задачами гораздо эффективнее, чем любой суперкомпьютер. А секрет заключается в … архитектуре.

Все современные компьютеры построены так, что вычислитель и область хранения данных разделены между собой. В мозге же вычисления и хранение информации производятся в одном месте, это даёт фору в скорости, энергозатратах, объёмах обрабатываемой информации.

До сих пор ни одна система не умеет распознавать зрительные и звуковые образы с тем же успехом, что живой мозг.

— Распознавание — это процесс, связанный с поиском информации в базе данных, сравнении увиденного образа с уже знакомыми, определении общих и отличительных черт и так далее, — объясняет учёный. — Например, человек может отличить сову от филина, а компьютер зачастую сов путает с котами. Прогресс в этой области послужит целям безопасности: допустим, системы видеонаблюдения смогут обнаруживать преступников, находя их лица в толпе.

Есть и другие сферы применения нейроморфных систем. Например, оптимизация процессов, классическим примером которых может послужить поиск кратчайших путей выхода из лабиринта. Для вооружённых сил и спасателей приоритетной задачей является разработка и создание автономных роботов, которых можно использовать в опасных операциях на значительном удалении от оператора. Для этого робот должен уметь самостоятельно и быстро принимать решения в «элементарных» для человеческого мозга случаях.

Память нового поколения

В ближайшем будущем компьютеры полностью преобразятся. От них могут остаться, по сути, только монитор и клавиатура, а, может, и они окажутся заменены новыми приборами для взаимодействия с человеком. Это станет возможным благодаря принципиально новым запоминающим устройствам на основе мемристоров.

— Представьте себе, поработали вы дома на компьютере, вытащили из него маленькую флешку и отправились в офис. Там воткнули её в другое устройство и продолжили работать ровно с того же самого места, где остановились, — рисует картинку Дамир Исламов. — Не нужно загружать операционную систему и даже сохранять записанное. Все действия будут проходить мгновенно. И всё это — с помощью резистивной памяти.

Сейчас мы используем флеш-память. К слову, группа сотрудников из нашего института почти десять лет занималась разработками в этой области по заказу компании Samsung, лидера рынка. После окончания контракта исследователи стали трудиться на благо отечественной науки и переключились на разработку энергонезависимой памяти нового поколения — резистивную, которая способна совершить революцию в микроэлектронике.

— Вообще, отрасль микроэлектроники в России понемногу оживает, постепенно восстанавливается цепочка между научно-исследовательскими институтами и промышленными предприятиями. Мы сотрудничаем с заводом «Микрон» в Зеленограде, «Востоком» в Новосибирске.

В нашей стране уже созданы прототипы матриц резистивной памяти, которые найдут самое широкое применение, заменив нынешние «флешки». Также потенциальная сфера их использования — космическая промышленность, а именно оснащение летательных аппаратов — спутников, орбитальных станций, — заключил Дамир Исламов.

 Машины, обладающие интеллектом наподобие человеческого, сегодня стали популярными персонажами фантастических фильмов и книг. Правда, чаще всего из безропотных помощников человека они превращаются в его безжалостных врагов.

К счастью, это пока только кино. А вот память нового поколения — неэнергозависимая — уже ближайшее будущее наших компьютеров.

Словарь

  • Диэлектрик (изолятор) — вещество, среда, материал, практически не проводящие электрический ток. К диэлектрикам относятся воздух и другие газы, стекло, различные смолы, пластмассы.
  • Мемристор — элемент в микроэлектронике, который способен запоминать, какое количество заряда, какой ток или напряжение по нему проходило в прошлом, и от этого изменять своё сопротивление.
Обсуждение: есть 1 комментарий
  1. Иван:

    Наши ученые всегда славились своими идеями !!!

    Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

© 2017 Свидетель
Дизайн и поддержка: GoodwinPress.ru