Startseite > Halbleiter > Prozessoren > KI-Prozessoren mit „Synapsen“ aus Nanodrähten

CMOS-kompatibel, 3-V-Versorgung

KI-Prozessoren mit „Synapsen“ aus Nanodrähten

18. Januar 2019, 10:34 Uhr | Heinz Arnold

▶ Diesen Artikel anhören

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

RRAMs, MRAMs, PCMs - alles memristive Techniken

Wissen Sie, warum es mit Zinkoxid überhaupt so gut funktioniert?

Zwischen den Materialen der Arbeitselektrode und dem Nanodraht bildet sich eine Schottky-Barriere. Sie wirkt wie ein Stromfilter: Sie lässt weniger Elektronen durch. Weniger Elektronen, die pro Zeiteinheit durchfließen, bedeutet weniger Wärme. Deshalb haben wir erstmals keine Probleme mehr mit der Überhitzung der Nanodrähte.

Zinkoxid ist noch aus einem anderen Grund ein gutes Material: Die Physiker kennen das System sehr gut und haben langjährige Erfahrung mit der Herstellung der ZnO-Nanodrähte und deren Charakterisierung.

China investiert 17 Mrd. Dollar – pro Jahr!

Memristive Zellen gelten immer noch als etwas exotisch. Können die Forschungen dazu beitragen, dass diese Technik jetzt mit ganz neuen Augen betrachtet wird?

Memristive Zellen sind energieeffizient, multifunktional, schnell, robust, skalierbar und einfach herzustellen. Sie sind also die ideale Plattform, um darauf neuromorphes Computing und KI zu realisieren. Das sehen viele so, besonders in China, USA, Korea. China hat allein 2017 rund 17 Mrd. Dollar in die Entwicklung für KI, IoT und neuromorphes Computing gesteckt! Zuerst waren von staatlicher Seite 5 Mrd. Dollar geplant, dann stiegen private Investoren ein, was die Gesamtsumme auf tatsächlich 17 Mrd. Dollar trieb. Die USA geben von staatlicher Seite ebenfalls 5 Mrd. Dollar aus. Frankreich hat verlauten lassen, 5 Mrd. Dollar über fünf Jahre in neuromorphe Plattformen und KI zu stecken.

Was passiert auf EU-Ebene?

Zusammen mit meinen Kollegen Prof. Giacomo Indiveri vom Institute of Neuroinformatics der ETH Zürich und Themis Prodromakis, Professor für Nanotechnology und Leiter der Electronic Materials and Devices Research Group am Zepler Institute der University of Southampton, setze ich mich dafür ein, dass die EU die Forschung am neuromorphen Computing auf der Basis memristiver Zellen ebenfalls mit Mitteln vorantreibt, die vergleichbar mit anderen Weltregionen sind.

Mit welcher Unterstützung rechnen Sie?

Ebenfalls 5 Mrd. Dollar hielte ich für angemessen.

RRAMs, MRAMs, PCMs – alles memristive Techniken

Memristive Zellen werden auch als Memristors bezeichnet. Sie haben vor zehn Jahren schon einmal für Aufsehen gesorgt. Ist es seitdem etwas ruhig geworden?

Nicht wirklich, eher umgekehrt. Es gibt nur einige Begriffsverwirrungen. Auf Memristors bzw. memristiven Zellen basieren unter anderem auch die Redox-basierten Resistive RAMs (ReRAMs), die Phase-Change-Memories (PCM) und die magnetoresistiven RAMs (MRAMs) in Form der neusten STTs (Spin Transfer Torque). Sie alle fallen unter den Begriff Resistive RAMs (RRAMs). Außerdem lassen sich neben Speichern auf ihrer Basis Selector-Devices, Sensoren und Prozessoren für neuromorphes Computing realisieren. Es gibt also sehr unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten für sie, deshalb hatte ich bereits zu ihren Pluspunkten gezählt, dass sie multifunktional sind.