石墨烯助力神經(jīng)形態(tài)芯片計算新速度。

芯片作為電子科技產(chǎn)品最核心的部分，它的優(yōu)劣對產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)據(jù)處理能力有著至關(guān)重要的影響力，芯片之爭也一直是各大電子廠商大戰(zhàn)的重要因素。

在傳感器數(shù)據(jù)的處理上，神經(jīng)性芯片比馮諾依曼結(jié)構(gòu)芯片更快更好，因此現(xiàn)在這種由晶體管網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的芯片研究已經(jīng)成了熱門話題之一。

科學(xué)家們對于神經(jīng)形態(tài)電路結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)進行了很多年了，但是關(guān)鍵難點就在于如何處理神經(jīng)元與硅之間的重疊部分，即突觸和邏輯門。從光電子上講就是光子穿過激光晶體管和突觸間隙神經(jīng)遞質(zhì)時的跨越處。

普林斯頓大學(xué)近期展示了一種石墨烯材質(zhì)的光學(xué)電容器，可以保證光學(xué)神經(jīng)形態(tài)電路中激光晶體管更加穩(wěn)定地工作。

不過依然存在一些關(guān)鍵性的差異問題使得人們現(xiàn)在還不能做出任何一款處理器可以像人腦一樣去工作。

芯片中神經(jīng)元之間是通過電位移動或是峰電位來進行信息的傳遞，峰電位是二進制的，因此就必須在時域就進行對信息的編碼。然而神經(jīng)元的放電頻率并不被中央時鐘周期所限制，神經(jīng)元的放電頻率只有在發(fā)送時才會對信息進行編碼。

由于神經(jīng)元使模擬系統(tǒng)，所以有他們制成的芯片在理論上是可以達到很快的計算速度的。但是，馮·諾依曼結(jié)構(gòu)芯片的時鐘頻率是存在極限值的，因此它被淘汰是早晚的事，必須找到一種計算速度更快的方法來進行替代。

有研究報告顯示，將石墨烯加入到激光之中，可以加速計算。石墨烯能夠捕獲光子，變成一種光學(xué)電容器。那么電容器就會以這樣的方法進行遞增，激光也就可以以皮秒的速度嗖嗖嗖地飆升。

IEEE表示：石墨烯是一種非常理想的飽和吸附體，可以以非?？斓乃俣任詹⑨尫殴庾樱⑶疫€能夠在任何波長下進行工作，不管是什么顏色的激光都可以被完美吸收，并互相之間沒有干擾。換而言之，這樣的“石墨烯海綿”可以更好地吸收電子，且同時輸出不同波長的光子。同時還能互不干擾。

在摩爾定律的最后，模擬神經(jīng)元和神經(jīng)回路的的設(shè)計理念可以使得處理器的功耗更低，可伸縮性更強。光電子學(xué)中，光導(dǎo)纖維和激光晶體管是實現(xiàn)這一理念的理想方法，畢竟光子比電子的移動速度更快。

自然科學(xué)報告的最新消息顯示，石墨烯電容器可以使得神經(jīng)形態(tài)的芯片架構(gòu)與光電子完美地進行結(jié)合。

但是，不能忽視的一個問題是：模擬神經(jīng)形態(tài)電路列陣的激光晶體管是否可以以足夠快的速度處理傳感器的數(shù)據(jù)，這一點還有待考證。

科技的發(fā)展之路需要慢慢走，切不可操之過急，一步步將核心問題解決，那么離最終的目標也就不遠了。

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