桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Sandia National Laboratories）的一個(gè)團(tuán)隊(duì)與密歇根大學(xué)的合作者一起，在同行評(píng)審雜志《高級(jí)材料》上發(fā)表了一篇論文，其中詳細(xì)介紹了一種新方法，該方法將賦予計(jì)算機(jī)芯片以更高的處理能力，從而為機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序提供動(dòng)力。模擬存儲(chǔ)設(shè)備中房屋涂料中發(fā)現(xiàn)的常見材料，可實(shí)現(xiàn)高能效的機(jī)器推理操作。

桑迪亞材料科學(xué)家亞歷克·塔林（Alec Talin）解釋說：“氧化鈦是最常用的材料之一。您購(gòu)買的每種涂料都含有氧化鈦。這種材料便宜且無(wú)毒?！薄斑@是一種氧化物，那里已經(jīng)有氧氣。但是，如果將其取出，就會(huì)產(chǎn)生所謂的氧空位。事實(shí)證明，當(dāng)產(chǎn)生氧空位時(shí)，會(huì)使這種材料導(dǎo)電。”

這些氧氣空缺現(xiàn)在可以存儲(chǔ)電數(shù)據(jù)，從而幾乎為任何設(shè)備提供了更多的計(jì)算能力。Talin和他的團(tuán)隊(duì)通過將計(jì)算機(jī)芯片加熱到高于302華氏度（150攝氏度）的氧化鈦涂層，產(chǎn)生氧空位，使用電化學(xué)方法從材料中分離出一些氧分子并產(chǎn)生空位。

目前，計(jì)算機(jī)通常通過將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)位置并在另一位置處理該數(shù)據(jù)來工作。這意味著計(jì)算機(jī)必須不斷地將數(shù)據(jù)從一個(gè)地方傳輸?shù)搅硪粋€(gè)地方，這浪費(fèi)了能源和計(jì)算能力。

該論文的主要作者李益陽(yáng)（Yiyang Li）是桑迪亞（Sandia）的杜魯門研究員（Truman Fellow），現(xiàn)在是密歇根大學(xué)（University of Michigan）材料科學(xué)的助理教授。他解釋說他們的過程如何有可能完全改變計(jì)算機(jī)的工作方式。

李說：“我們要做的是將處理和存儲(chǔ)放在同一個(gè)地方。”“新功能是我們能夠以可預(yù)測(cè)和可重復(fù)的方式做到這一點(diǎn)。”

他和塔林都認(rèn)為利用氧氣空缺作為一種方法來幫助機(jī)器學(xué)習(xí)克服目前阻礙其發(fā)展的一大障礙-功耗。

“如果我們嘗試進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，這會(huì)耗費(fèi)大量精力，因?yàn)槟诓粩嗟剡M(jìn)行移動(dòng)學(xué)習(xí)，而實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)的障礙之一就是功耗?！薄叭绻鷵碛?a href="http://www.makelele.cn/tags/自動(dòng)駕駛/" target="_blank">自動(dòng)駕駛汽車，則做出駕駛決策會(huì)消耗大量能量來處理所有輸入。如果我們能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)芯片創(chuàng)建替代材料，它們將能夠更有效地處理信息，節(jié)省能源并進(jìn)行大量處理更多數(shù)據(jù)?！?/p>

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