自旋忆阻器:最像大脑的存储器

 

一种名为“自旋忆阻器”的新型神经形态元件模仿人类大脑的节能运作，将AI应用程序的功耗降低到传统设备的1/100。TDK与法国研究机构CEA合作开发了这种“自旋忆阻器”，作为神经形态装置的基本元件。

现在很明显，利用大数据和AI的能源消耗将会激增，不可避免地导致大量数据的计算处理变得复杂。因此，TDK的目标是开发一种电子模拟人类大脑突触的设备：忆阻器。

这里需要注意的是，传统的内存元素将数据存储为0或1。另一方面，自旋忆阻器可以像大脑一样以模拟形式存储数据。这使得它能够以超低的功耗执行复杂的计算。

虽然用于神经形态器件的忆阻器已经存在，但它们面临着严峻的挑战，包括电阻随时间的变化，控制数据精确写入的困难，以及确保数据保留的控制需求。TDK的自旋忆阻器克服了这些问题，并提供了对环境影响和长期数据存储的免疫能力，同时通过减少泄漏电流降低了功耗。

实际应用

在与CEA共同开发自旋忆阻器之后，TDK正在与Tohoku大学创新集成电子系统中心合作，为该设备创造实际应用。虽然TDK和CEA之间的合作表明，自旋忆阻器可以作为神经形态器件的基本元素，但制造它们需要集成半导体和自旋电子制造工艺。

自旋电子学是一种既利用电荷又利用电子自旋的技术，或者只利用自旋元件。TDK的AI半导体开发项目将与Tohoku大学合作，致力于将忆阻器与自旋电子学技术融合在一起。

值得注意的是，半导体和自旋电子制造工艺之间的集成已经在类似的产品中完成：MRAM。TDK之所以选择Tohoku大学作为合作伙伴，主要是因为Tohoku大学是MRAM研究和开发的领先学术机构。