目前许多电子设备基于硬连接的开关来依赖于半导体逻辑电路以执行预定义的逻辑功能。新加坡国立大学（NUS）的物理学家与国际研究人员一起开发了一种新的分子忆内函数，或者是电子存储器设备，具有出色的内存重新配置性。
与硬连线标准电路不同，可以使用电压重新配置分子装置以嵌入不同的计算任务。能够增强计算能力和速度的节能新技术可以潜在地用于边缘计算，以及具有有限功率资源的手持设备和应用。
“这项工作是我们在设计低能耗计算方面的重大突破。在单个元素中使用多个开关的想法从大脑的工作方式中获得了灵感，并从根本上重新构想了逻辑电路的设计策略，领导这项研究的新加坡国立大学物理系副教授Ariando说。
该研究首次发表于期刊自然2021年9月1日，并与印度科学培育协会进行合作开展，奥克拉荷马大学利默里克大学，德克萨斯A＆M大学，惠普大学培育科技协会。欧洲杯线上买球
脑启发技术
“这一新发现有助于边缘计算的发展，作为一种复杂的内存计算方法，以克服von Neumann瓶颈，即许多数字技术中由于内存存储与设备处理器的物理分离而导致的计算处理延迟，”阿利安多教授说。这种新的分子器件也有可能有助于设计具有更高计算能力和速度的下一代处理芯片。
“类似于人类大脑中连接的灵活性和适应性，通过简单地改变施加的电压，我们的存储器设备可以在飞行中进行不同的计算任务。此外，像神经细胞如何存储存储器，相同的设备也可以保留信息为了将来的检索和加工，“第一次作者Sreeetosh Goswami博士，来自Nus的物理系研究员。
研究团队成员SreebrataGoswami博士，他是Nus和以前教授的印度科学协会的高级研究科学家，概念化和设计了属于具有中央金属原子的苯基偶氮吡啶的化学系列的分子系统欧洲杯线上买球对称为配体的有机分子。“这些分子就像电子海绵，可以提供多达6个电子转移，从而产生5种不同的分子状态。这些状态之间的互联性是设备可重构性背后的关键。”解释了Sreebrata Goswami博士。
Sreetosh Goswami博士创造了一个微型电路，它由一层40纳米的分子膜组成，夹在一层金的顶层和一层金和铟锡氧化物的底层之间。他观察到一个前所未有的电流电压分布施加一个负电压的设备。与传统的金属氧化物记忆电阻器不同，这些有机分子器件可以在几个离散的连续电压下在开关状态之间切换。
使用称为拉曼光谱的成像技术，观察到有机分子的振动运动中的光谱签名来解释多种转变。Sreebrata Goswami博士解释说，“扫过负压后，分子上的配体发生了一系列的还原或电子获取，从而导致分子在开关态和开关态之间转变。”
研究人员描述了使用决策树算法的分子的行为，该决策树算法与“if-wess”语句一起用于编码几个计算机程序，特别是数字游戏，与使用基于基于基本物理的传统方法相比方程式。
节能设备的新可能性
在他们的研究中，该团队使用分子内存设备来运行不同的现实计算任务的程序。作为概念证明，该团队展示了他们的技术可以在一个步骤中执行复杂的计算，并且可以重新编程以在下一次即时执行另一个任务。单个分子内存装置可以执行与数千个晶体管相同的计算功能，使技术成为更强大且节能的内存选项。
“这项技术可能首先用于手持设备，如手机和传感器，以及其他电力有限的应用，”添加了AS ARIANDO教授。
该团队正在构建新的电子设备，结合他们的创新，并与合作者合作，进行与现有技术相关的模拟和基准测试。
该研究论文的其他作者包括新加坡国立大学的Abhijeet Patra和Santi Prasad Rath，印度科学培养协会的Rajib Pramanick，惠普公司的Martin Foltin，利默里克大学的Damien Thompson，俄克拉何马大学的T. Venkatesan，欧洲杯线上买球以及德州农工大学的R. Stanley Williams。
来源:https://nus.edu.sg/