បញ្ហា (The Problem)៖ ការអភិវឌ្ឍប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រដែលត្រាប់តាមខួរក្បាល (Neuromorphic computing) ទាមទារឱ្យមានការបង្កើតស៊ីណាប់អេឡិចត្រូនិក (Electronic synapse) ដែលស៊ីភ្លើងតិច មានភាពជឿជាក់ខ្ពស់ និងមិនតម្រូវឱ្យមានឧបករណ៍ជ្រើសរើសដាច់ដោយឡែកសម្រាប់កោសិកានីមួយៗ។
វិធីសាស្ត្រ (The Methodology)៖ ការសិក្សានេះបានរចនា និងផលិតឧបករណ៍អង្គចងចាំផ្ទុកបន្ទុកអគ្គិសនីដែលមានស្រទាប់ Al2O3/HfO2/Si3N4 (A/H/N) ហើយធ្វើការវាស់ស្ទង់លក្ខណៈអគ្គិសនីរបស់វាដើម្បីត្រាប់តាមមុខងារស៊ីណាប់។
លទ្ធផលសំខាន់ៗ (The Verdict)៖
| វិធីសាស្ត្រ (Method) | គុណសម្បត្តិ (Pros) | គុណវិបត្តិ (Cons) | លទ្ធផលគន្លឹះ (Key Result) |
|---|---|---|---|
| A/H/N Gate Stack Memory (Proposed) អង្គចងចាំ Gate Stack ប្រភេទ Al2O3/HfO2/Si3N4 (វិធីសាស្ត្រស្នើឡើង) |
អាចបង្ហាញទាំងមុខងារភាពបត់បែនរយៈពេលខ្លី (STP) និងការពង្រឹងរយៈពេលយូរ (LTP) ព្រមទាំងមិនត្រូវការឧបករណ៍ជ្រើសរើស (Select device) សម្រាប់កោសិកានីមួយៗឡើយ។ | ទាមទារដំណើរការផលិតស្មុគស្មាញដែលមានច្រើនស្រទាប់ និងបច្ចេកទេសបន្សុតកម្រិតខ្ពស់ក្នុងការដាក់បញ្ចូលស្រទាប់ High-k dielectrics។ | សម្រេចបាននូវការត្រាប់តាមមុខងារ STDP (Spike-Timing-Dependent Plasticity) យ៉ាងជោគជ័យ និងមានស្ថិរភាពក្នុងការផ្លាស់ប្តូរពីការចងចាំរយៈពេលខ្លីទៅរយៈពេលយូរ។ |
| O/N and A/N Stacks (Baseline) អង្គចងចាំប្រភេទ O/N (SiO2/Si3N4) និង A/N (Al2O3/Si3N4) |
មានរចនាសម្ព័ន្ធសាមញ្ញជាងមុន និងងាយស្រួលក្នុងការផលិតជាងរចនាសម្ព័ន្ធមានបីស្រទាប់។ | មិនមានលទ្ធភាពរក្សាទិន្នន័យបានយូរ (LTP) នោះទេ ដោយបង្ហាញត្រឹមតែលក្ខណៈបាត់បង់បន្ទុកអគ្គិសនីលឿន (STP) ប៉ុណ្ណោះ។ | បន្ទុកអគ្គិសនីបាត់បង់លឿន ដោយគ្មានការពឹងផ្អែកលើចន្លោះពេល (Interval dependence) ដើម្បីបម្លែងទៅជាការចងចាំរយៈពេលយូរឡើយ។ |
| Two-Terminal Memristors (e.g., PCM, ReRAM) ឧបករណ៍ Memristors ប្រភេទពីរតំណ (ឧ. ឧបករណ៍ប្តូរទម្រង់ Phase-change ឧបករណ៍រេស៊ីស្តង់) |
មានទំហំតូច សាមញ្ញក្នុងការរចនាសៀគ្វី និងងាយស្រួលសម្រាប់ការតភ្ជាប់របៀប Crossbar array។ | ត្រូវការឧបករណ៍ជ្រើសរើស (Select device) មួយសម្រាប់កោសិកានីមួយៗ និងមានបញ្ហាប្រឈមផ្នែកភាពជឿជាក់ (Reliability)។ | មានបញ្ហាក្នុងដំណើរការផលិត និងសមាហរណកម្មសម្រាប់បណ្តាញសរសៃប្រសាទខ្នាតធំបើធៀបនឹងឧបករណ៍FET-based ។ |
ការចំណាយលើធនធាន (Resource Cost)៖ ការស្រាវជ្រាវនេះទាមទារឱ្យមានបន្ទប់ពិសោធន៍ផលិតគ្រឿងអេឡិចត្រូនិកស្តង់ដារ (Semiconductor Cleanroom) និងឧបករណ៍វាស់ស្ទង់អគ្គិសនីកម្រិតខ្ពស់។
ការសិក្សានេះត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍នៃសាកលវិទ្យាល័យជាតិសេអ៊ូល (Seoul National University) ប្រទេសកូរ៉េខាងត្បូង ដោយផ្តោតទាំងស្រុងលើការច្នៃប្រឌិត និងផលិត Hardware ក្នុងកម្រិតណាណូ (Nanoscale)។ សម្រាប់បរិបទប្រទេសកម្ពុជា ការស្រាវជ្រាវប្រភេទនេះគឺមិនទាន់អាចធ្វើទៅបាននៅឡើយទេ ដោយសារកង្វះខាតហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធផលិតបន្ទះឈីប (Semiconductor fab) និងមន្ទីរពិសោធន៍កម្រិតខ្ពស់។
ទោះបីជាការផលិតផ្ទាល់នៅមានកម្រិត ក៏ការយល់ដឹងពីបច្ចេកវិទ្យានេះជាមូលដ្ឋានគ្រឹះដ៏សំខាន់សម្រាប់ការចូលរួមក្នុងខ្សែចង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ និងការស្រាវជ្រាវផ្នែក AI Hardware នាពេលអនាគត។
ជារួម បច្ចេកវិទ្យានេះជាជំហានត្រួសត្រាយផ្លូវឆ្ពោះទៅរកប្រព័ន្ធបញ្ញាសិប្បនិម្មិតកម្រិតខ្ពស់ (AI Hardware) ដែលទាមទារឱ្យកម្ពុជាផ្តើមបណ្តុះបណ្តាលធនធានមនុស្សផ្នែក Microelectronics ចាប់ពីពេលនេះតទៅ ដើម្បីចាប់យកឱកាសនាពេលអនាគត។
ដើម្បីអនុវត្តតាមការសិក្សានេះ និស្សិតគួរអនុវត្តតាមជំហានខាងក្រោម៖
| ពាក្យបច្ចេកទេស | ការពន្យល់ជាខេមរភាសា (Khmer Explanation) | និយមន័យសាមញ្ញ (Simple Definition) |
|---|---|---|
| Synaptic plasticity | សមត្ថភាពនៃស៊ីណាប់ (ចំណុចតភ្ជាប់រវាងកោសិកាសរសៃប្រសាទ) ក្នុងការផ្លាស់ប្តូរកម្លាំង ឬប្រសិទ្ធភាពរបស់វា អាស្រ័យលើប្រវត្តិសកម្មភាពរបស់វា។ វាជាមូលដ្ឋានគ្រឹះជីវសាស្ត្រនៃការចងចាំ និងការរៀនសូត្រក្នុងខួរក្បាល។ | ដូចជាផ្លូវដើរមួយដែលកាន់តែធំទូលាយ និងស្រួលដើរជាងមុន ប្រសិនបើមានមនុស្សដើរឆ្លងកាត់វាញឹកញាប់។ |
| Charge trap memory | ប្រភេទអង្គចងចាំមិនបាត់បង់ទិន្នន័យ (Non-volatile memory) ដែលរក្សាទុកទិន្នន័យដោយការចាប់យកអេឡិចត្រុងទុកនៅក្នុង "អន្ទាក់" (Trap sites) នៃស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ (Dielectric layer) ជាជាងប្រើចំហាយអគ្គិសនីក្នុងលោហៈចម្លងធម្មតា។ | ដូចជាការបន្តក់ទឹកចូលក្នុងរន្ធអេប៉ុង ដើម្បីរក្សាទឹកទុកមិនឱ្យហូរចេញមកវិញ។ |
| Short-term plasticity (STP) | ការកើនឡើងនូវកម្លាំងតភ្ជាប់នៃស៊ីណាប់ក្នុងរយៈពេលខ្លី (ជាវិនាទី ឬនាទី) បន្ទាប់ពីមានសញ្ញាអគ្គិសនីឆ្លងកាត់ ហើយវានឹងបាត់បង់ទៅវិញយ៉ាងលឿន ប្រសិនបើគ្មានសញ្ញាអគ្គិសនីដាស់តឿនបន្ថែមទៀត។ | ដូចជាស្នាមជើងដែលអ្នកដើរជាន់លើខ្សាច់មាត់សមុទ្រ ដែលនឹងត្រូវរលកទឹកលុបបាត់ទៅវិញក្នុងរយៈពេលដ៏ខ្លី។ |
| Long-term potentiation (LTP) | ការពង្រឹងកម្លាំងតភ្ជាប់នៃស៊ីណាប់ក្នុងរយៈពេលយូរ (រាប់ម៉ោង ឬរាប់ឆ្នាំ) ដែលកើតឡើងដោយសារការជំរុញសញ្ញាអគ្គិសនីញឹកញាប់បន្តបន្ទាប់គ្នា ដែលជាយន្តការនៃការចងចាំអចិន្ត្រៃយ៍។ | ដូចជាការចាក់ស៊ីម៉ងត៍ធ្វើផ្លូវ ដែលធ្វើឱ្យផ្លូវនោះក្លាយជាផ្លូវអចិន្ត្រៃយ៍ និងមិនងាយបាត់បង់រូបរាង។ |
| Spike-timing-dependent plasticity (STDP) | គោលការណ៍នៃការរៀនសូត្ររបស់ខួរក្បាល ដែលកម្លាំងតភ្ជាប់រវាងកោសិកាប្រសាទប្រែប្រួល អាស្រ័យទៅលើ "លំដាប់ពេលវេលា" នៃការបញ្ជូនសញ្ញារវាងកោសិកាបញ្ជូន (Pre-synaptic) និងកោសិកាទទួល (Post-synaptic)។ | ដូចជាក្បាច់រាំគូ ប្រសិនបើអ្នកនាំមុខបោះជំហានមុនអ្នកតាម នោះការរាំនឹងរលូនល្អ (ពង្រឹងការតភ្ជាប់) ប៉ុន្តែបើអ្នកតាមបោះជំហានមុនអ្នកនាំ នោះនឹងជាន់ជើងគ្នា (បញ្ចុះកម្លាំងតភ្ជាប់)។ |
| High-k dielectrics | សារធាតុអ៊ីសូឡង់ (មិនចម្លងអគ្គិសនី) ដែលមានសមត្ថភាពផ្ទុកបន្ទុកអគ្គិសនីបានខ្ពស់ (Dielectric constant ខ្ពស់) ជាងស៊ីលីកូនឌីអុកស៊ីត (SiO2) ធម្មតា។ វាជួយកាត់បន្ថយការលេចធ្លាយចរន្តអគ្គិសនី ខណៈពេលរក្សាសមត្ថភាពដំណើរការបានល្អ សម្រាប់ឧបករណ៍កម្រិតណាណូ។ | ដូចជាជញ្ជាំងការពារសំឡេងទំនើប ដែលទោះបីជាវាស្តើងក្តី តែក៏អាចទប់សំឡេងរំខានបានល្អជាងជញ្ជាំងឥដ្ឋដ៏ក្រាស់ធម្មតាទៅទៀត។ |
| Neuromorphic computing | ការរចនាប្រព័ន្ធកុំព្យូទ័រ ឬបន្ទះឈីប (Hardware) ឱ្យមានរចនាសម្ព័ន្ធ និងដំណើរការស្រដៀងទៅនឹងបណ្តាញសរសៃប្រសាទខួរក្បាលរបស់មនុស្ស ដើម្បីដោះស្រាយបញ្ហា AI ដោយប្រើប្រាស់ថាមពលអគ្គិសនីតិចបំផុត។ | ការបង្កើតខួរក្បាលអេឡិចត្រូនិច ដែលចម្លងរបៀបគិតនិងរៀនសូត្ររបស់មនុស្ស ជាជាងគ្រាន់តែគណនាលេខដូចម៉ាស៊ីនគិតលេខធម្មតា។ |
| Poole-Frenkel (PF) conduction | យន្តការរូបវិទ្យានៃការបញ្ជូនចរន្តអគ្គិសនីឆ្លងកាត់សារធាតុអ៊ីសូឡង់ ដែលអេឡិចត្រុងអាចរំដោះខ្លួនចេញពីអន្ទាក់ (Traps) ដោយសារកម្លាំងជំរុញពីកម្ដៅ (Thermal energy) និងកម្លាំងដែនអគ្គិសនី (Electric field) ដែលជួយបញ្ចុះកម្ពស់របាំងការពារ។ | ដូចជានរណាម្នាក់កំពុងជាប់ក្នុងរណ្តៅ ហើយមានកម្លាំងខ្យល់ព្យុះខ្លាំងមកជួយរុញគេពីក្រោយ បូករួមនឹងកម្លាំងលោតរបស់គេផ្ទាល់ ទើបអាចធ្វើឱ្យគេចេញពីរណ្តៅនោះបាន។ |
អត្ថបទដែលបានបោះពុម្ពនៅលើ KhmerResearch ដែលទាក់ទងនឹងប្រធានបទនេះ៖
ប្រធានបទ និងសំណួរស្រាវជ្រាវដែលទាក់ទងនឹងឯកសារនេះ ដែលអ្នកអាចស្វែងរកបន្ថែម៖
