Phasenwechselmaterialien in neuartigen Prozessoren

Die meisten Computer basieren heute auf der von Neumann Architektur. Hier sind Rechenoperationen und Datenspeicher voneinander getrennt, sodass die zu verarbeitenden Daten zwischen Prozessor und Speicher hin- und hergeschickt werden müssen. Dies kostet Energie und Zeit. „In-Memory Computing“ hingegen bezeichnet einen Ansatz, bei dem im Gegensatz zum von Neumann Paradigma Berechnungen direkt im Speicher vorgenommen werden. Dies ist besonders nützlich, um Matrix-Vektor-Multiplikationen durchzuführen, die einen Großteil der für neuronale Netzwerke benötigten Rechenoperationen ausmachen.

Neue Speichertechnologien werden deshalb auch im Hinblick auf neuartige elektronische und optische In-Memory Prozessoren intensiv erforscht. Für diese Anwendung zeichnen sich sogenannte Phasenwechselmaterialien sowohl durch einen Kontrast ihrer elektrischen und optischen Eigenschaften zwischen ihrem kristallinen und amorphen Zustand als auch durch ihre extrem schnelle Kristallisation aus. Der Kontrast ihres elektrischen Widerstands kann für elektronische Speicherzellen und die Änderung der optischen Konstanten für Dämpfungselemente und Interferometer in integrierter Photonik ausgenutzt werden. Die bestmögliche Leistung kann jedoch nur erreicht werden, wenn speziell dafür entwickelte Materialien mit optimierten Eigenschaften zum Einsatz kommen. Unsere Arbeitsgruppe untersucht daher die elektrischen, optischen und strukturellen Eigenschaften neuartiger Materialien im Hinblick auf ihre Anwendung in einer neuen Generation schneller und effizienter Hardware für künstliche Intelligenz.

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an: