ترجمه فارسی مقاله نورون Spintronic با استفاده از یک اتصالات تونل مغناطیسی برای محاسبات عصبی کم قدرت

چکیده

This paper proposes a novel spiking artificial neuron design based on a combined spin valve/magnetic tunnel junction (SV/MTJ). Traditional hardware used in artificial intelligence and machine learning faces significant challenges related to high power consumption and scalability. To address these challenges, spintronic neurons, which can mimic biologically inspired neural behaviors, offer a promising solution. We present a model of an SV/MTJ-based neuron which uses technologies that have been successfully integrated with CMOS in commercially available applications. The operational dynamics of the neuron are derived analytically through the Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski (LLGS) equation, demonstrating its ability to replicate key spiking characteristics of biological neurons, such as response latency and refractive behavior. Simulation results indicate that the proposed neuron design can operate on a timescale of about 1 ns, without any bias current, and with power consumption as low as 50 uW.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

در این مقاله یک طراحی نورون مصنوعی جدید و مبتنی بر یک اتصال تونل چرخش ترکیبی/تونل مغناطیسی (SV/MTJ) ارائه شده است.سخت افزار سنتی مورد استفاده در هوش مصنوعی و یادگیری ماشین با چالش های قابل توجهی در رابطه با مصرف قدرت بالا و مقیاس پذیری روبرو است.برای پرداختن به این چالش ها ، نورونهای اسپیرونیک ، که می توانند رفتارهای عصبی الهام گرفته از بیولوژیکی را تقلید کنند ، یک راه حل امیدوارکننده ارائه می دهند.ما یک مدل از یک نورون مبتنی بر SV/MTJ را ارائه می دهیم که از فناوری هایی استفاده می کند که با موفقیت با CMO در برنامه های تجاری در دسترس ادغام شده اند.پویایی عملیاتی نورون به صورت تحلیلی از طریق معادله Landau-lifshitz-Gilbert-Slonczewski (LLGS) حاصل می شود ، و توانایی آن در تکرار ویژگی های سنبله کلیدی نورونهای بیولوژیکی ، مانند تأخیر پاسخ و رفتار انکسار را نشان می دهد.نتایج شبیه سازی نشان می دهد که طراحی نورون پیشنهادی می تواند بر روی بازه زمانی در حدود 1 نانومتر ، بدون هیچ گونه جریان تعصب و با مصرف برق به میزان 50 UW کار کند.