محققان با معرفی ترانزیستور پیوندگاه وان‌در‌والس، افق‌های جدیدی در رایانش لبه گشوده‌اند. این فناوری نوآورانه با بهره‌گیری از خواص منحصر به فرد پیوندهای وان‌در‌والس، امکان پردازش محاسبات پیچیده منطق فازی را با کارایی بالاتر و مصرف انرژی کمتر فراهم می‌کند، که می‌تواند تحولی اساسی در عملکرد دستگاه‌های لبه ایجاد کند.
پیشرفت‌های اخیر در فناوری رایانش لبه با معرفی ترانزیستور پیوندگاه بین‌سطحی وان‌در‌والس چندگیتی (vdW-IJT) به نقطه عطف مهمی رسیده است. این دستاورد که توسط یک تیم تحقیقاتی بین‌المللی توسعه یافته است، نیاز روزافزون به پردازش کارآمدتر داده‌های محلی در دستگاه‌های لبه را برطرف می‌کند.
طراحی نوآورانه ترانزیستور بر پایه مولیبدن دی‌سولفید (MoS2) است که با استفاده از مواد وان‌در‌والس برای ایجاد مولدهای تابع عضویت با کارایی انرژی بیشتر طراحی شده است. برخلاف فناوری سی‌ماس (CMOS) سنتی که نیازمند ترانزیستورهای متعدد است، این دستگاه منفرد می‌تواند به طور ذاتی توابع عضویت گوسی یا π-شکل تولید کند که منجر به سخت‌افزار فشرده‌تر و کارآمدتر از نظر مصرف انرژی می‌شود.
مزایای کلیدی ترانزیستور جریان تزریقی وان‌در‌والس (vdW-IJT) عبارتند از:
- قابلیت‌های پردازش محلی پیشرفته
- کاهش مصرف انرژی
- نیازمندی‌های سخت‌افزاری ساده‌تر
- بهبود نرخ پاسخ‌دهی بلادرنگ
- پیاده‌سازی کارآمد منطق فازی
تیم تحقیقاتی کاربردهای عملی ترانزیستور را با یکپارچه‌سازی آن با مدارهای جانبی برای ایجاد سخت‌افزار منطق فازی قابل پیکربندی مجدد نشان داد. هنگامی که با شبکه عصبی پیچشی (CNN) ترکیب شد، سیستم نتایج چشمگیری را در وظایف قطعه‌بندی تصویر نشان داد که نشان‌دهنده پتانسیل آن برای کاربردهای دنیای واقعی است.
فناوری مورد نظر چندین چالش مهم در پردازش لبه (Edge Computing) را برطرف می‌کند:
- محدودیت‌های توان: این طراحی مصرف انرژی را در مقایسه با راهکارهای سنتی به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.
- منابع محاسباتی: با فعال‌سازی پردازش محلی، نیاز به محاسبات مبتنی بر رایانش ابری (Cloud Computing) را به حداقل می‌رساند.
- پردازش بلادرنگ (Real-time Processing): سیستم با کاهش نیازهای انتقال داده، امکان پاسخ‌دهی سریع‌تر را فراهم می‌کند.
توسعه‌های آینده بر موارد زیر متمرکز خواهد بود:
– پیاده‌سازی در مقیاس بزرگ سیستم‌های مبتنی بر vdW-IJT
– رفع چالش‌های تولید مقیاس‌پذیر
– بهبود کنترل تغییرات
– ادغام پیشرفته با سخت‌افزار شبکه عصبی (Neural Network)
این پیشرفت، گامی مهم به سوی دستگاه‌های لبه هوشمند کارآمدتر و بهینه‌تر از نظر مصرف انرژی است، با کاربردهای بالقوه در:
– کنترل حرکت رباتیک
– خودروهای خودران
– پردازش داده بلادرنگ
– پیاده‌سازی‌های هوش مصنوعی محلی
تحقیقات نشان می‌دهد که چگونه مواد وان‌در‌والس نوظهور می‌توانند مفاهیم جدید دستگاه و معماری‌های محاسباتی را امکان‌پذیر کنند و به طور بالقوه پارادایم پردازش اطلاعات را از مراکز داده متمرکز به دستگاه‌های محلی تغییر دهند.
اگر به خواندن کامل این مطلب علاقه‌مندید، روی لینک مقابل کلیک کنید: techxplore.com
