房屋涂料中发现的材料可能会刺激技术革命

桑迪亚国家实验室（Sandia National Laboratories）的一个团队与密歇根大学的合作者一起，在同行评审杂志《高级材料》上发表了一篇论文，其中详细介绍了一种新方法，该方法将赋予计算机芯片以更高的处理能力，从而为机器学习应用程序提供动力。模拟存储设备中房屋涂料中发现的常见材料，可实现高能效的机器推理操作。

桑迪亚材料科学家亚历克·塔林（Alec Talin）解释说：“氧化钛是最常用的材料之一。您购买的每种涂料都含有氧化钛。这种材料便宜且无毒。”“这是一种氧化物，那里已经有氧气。但是，如果将其取出，就会产生所谓的氧空位。事实证明，当产生氧空位时，会使这种材料导电。”

这些氧气空缺现在可以存储电数据，从而几乎为任何设备提供了更多的计算能力。Talin和他的团队通过将计算机芯片加热到高于302华氏度（150摄氏度）的氧化钛涂层，产生氧空位，使用电化学方法从材料中分离出一些氧分子并产生空位。

目前，计算机通常通过将数据存储在一个位置并在另一位置处理该数据来工作。这意味着计算机必须不断地将数据从一个地方传输到另一个地方，这浪费了能源和计算能力。

该论文的主要作者李益阳（Yiyang Li）是桑迪亚（Sandia）的杜鲁门研究员（Truman Fellow），现在是密歇根大学（University of Michigan）材料科学的助理教授。他解释说他们的过程如何有可能完全改变计算机的工作方式。

李说：“我们要做的是将处理和存储放在同一个地方。”“新功能是我们能够以可预测和可重复的方式做到这一点。”

他和塔林都认为利用氧气空缺作为一种方法来帮助机器学习克服目前阻碍其发展的一大障碍-功耗。

“如果我们尝试进行机器学习，这会耗费大量精力，因为您正在不断地进行移动学习，而实现机器学习的障碍之一就是功耗。”“如果您拥有自动驾驶汽车，则做出驾驶决策会消耗大量能量来处理所有输入。如果我们能够为计算机芯片创建替代材料，它们将能够更有效地处理信息，节省能源并进行大量处理更多数据。”

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