Инженеры представили мемтранзистор, способный резко повысить точность прогнозов
Исследователи создали программируемый динамический мемтранзистор (PDM), который меняет скорость обработки сигналов прямо во время работы. Устройство объединяет быстрые и медленные процессы в одном полупроводниковом элементе, сокращая ошибки прогнозирования более чем в 40 раз по сравнению с системами с фиксированной временной реакцией.
В отличие от обычных транзисторов, чья скорость реакции задаётся при изготовлении, PDM получил два внутренних слоя. Один накапливает заряд и обрабатывает сигнал, второй удерживает электроны и определяет, как быстро устройство вернётся в исходное состояние. Количество захваченных электронов можно менять, программируя временную реакцию в пятикратном диапазоне и характеристическую частоту более чем в десять раз.
Из отдельных PDM собрали массив, где разные элементы настроили на свой темп. Одни быстрее реагировали на резкие изменения, другие дольше сохраняли память о прошлом сигнале. Это позволило обрабатывать один поток данных параллельно в нескольких временных масштабах без дополнительной программной нагрузки. На сложных временных рядах ошибка прогнозирования упала более чем в 40 раз, а на многомерных хаотических данных — более чем в четыре раза.
Технология пригодится везде, где данные меняются с разной скоростью: от камер беспилотников до носимой электроники. Энергопотребление при этом значительно ниже, чем у классической программной обработки, что критично для автономных устройств. PDM совместим с материалами, уже применяемыми в серийной микроэлектронике, что упрощает переход от лабораторного образца к производству.
Ранее попытки перенести обработку времени в «железо» упирались в невозможность менять скорость реакции чипа после изготовления. Новый мемтранзистор решает эту проблему на аппаратном уровне и продолжает тренд на создание нейроморфных чипов, копирующих принципы работы живого мозга.
