Fraunhofer EMTF Effiziente Neuronen auf Basis von Memristoren

Thermisch unterstützte chemische Gasphasenabscheidung auf einem 8-Zoll-Wafer.
Thermisch unterstützte chemische Gasphasenabscheidung auf einem 8-Zoll-Wafer.

Aus 2D-Nanomaterialien hergestellte Memristoren werden 330-mal effizienter als herkömmliche Bauelemente sein – ein Schlüssel für neuromorphes Rechnen.

Die höhere Effizienz bezieht sich auf  die Schaltgeschwindigkeit, die Lebensdauer und die Energieaufnahme. Die Entwicklung der Memristoren findet im Rahmen des Anfang 2020 gestarteten EU-Projekt »NeurONN« statt. Im  »NeurONN«-Projekt arbeitet ein Forschungsteam der Fraunhofer EMFT mit sechs europäischen Partnerinnen und Partnern an einem neuen neuromorphen Ansatz, der auf energieeffizienten Elementen und Architekturen beruht.

Bei der vorgeschlagenen neurologisch inspirierten Computerarchitektur werden Informationen in der Phase von gekoppelten oszillierenden Elementen verschlüsselt, die zu einem neuronalen Netzwerk verschaltet sind. Analog zum Gehirn heißen die beiden Schlüsselkomponenten beim neuromorphen Rechnen Neuron und Synapse – sie bilden die verteilten Rechen- und Speichereinheiten nach. Als Neuronen kommen im Projekt neue Elemente auf der Basis von Vanadiumdioxid zum Einsatz, die 250-mal effizienter als moderne digitale Oszillatoren auf CMOS-Basis sein können.

Das Projekt mit einer Laufzeit von 36 Monaten (1. Januar 2020 bis 31. Dezember 2022) bringt führende europäische Forschungs- und akademische Einrichtungen zusammen: IBM Research Zürich, die Fraunhofer EMFT, CSIC/Universität Sevilla, Silvaco, Grpßbritannien und AI Mergence, Frankreich. Die Koordination übernimmt das französische Cente National de la Recherche Scientifique (CNRS). Darüber hinaus hat »NeurONN« einen industriellen Beirat initiiert, der sich aus Mitgliedern der Intel Corporation und von Prophesee zusammensetzt.