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神經型態晶片成功辨識氣味 機器嗅覺取得重要突破

英特爾(Intel)實驗室和康乃爾大學的研究人員在《自然機器智慧》(Nature Machine Intelligence)期刊上共同發表的一篇論文中,展示英特爾神經形態研究晶片「Loihi」,該晶片具有在明顯的干擾和阻絕情況下,學習和辨識有害化學物質的能力。Loihi僅透過單一樣本就學會各種氣味,同時不會破壞先前所習得的氣味記憶。與包括深度學習解決方案在內的傳統先進辨識方法相比,Loihi展現出更高的識別準確率,傳統先進辨識方法的解決方案需要增加3,000倍的訓練樣本才能達到相同的分類精準度等級。 英特爾神經形態運算實驗室資深研究科學家Nabil Imam表示,英特爾正在Loihi上開發神經演算法,模仿人們在聞到氣味後的大腦運作模式。這項工作是神經科學和人工智慧交會的當代研究典範,並證明Loihi具備提供重要感測功能的潛力,可望使各個產業受惠。 圖 英特爾神經形態運算實驗室資深研究科學家Nabil Imam與他手上搭載Loihi晶片的電路模組。 英特爾和康乃爾大學的研究人員使用一種從大腦嗅覺迴路的架構和動力學所得出的神經演算法,對英特爾Loihi神經形態研究晶片進行訓練,以學習和辨識10種有害化學物質的氣味。 Imam和研究團隊採用了由72個化學感測器的活動所組成的資料集,以對應風洞(wind tunnel)中循環的10種氣態物質(氣味)。感測器對每種氣味的反應會被傳送到Loihi,讓晶片電路模仿以嗅覺為基礎的大腦電路。Loihi晶片可以快速學習10種氣味(包括丙酮、氨和甲烷)中每種氣味的神經表徵,即使在背景受到強烈干擾的情況下也能順利辨識。 目前許多人家中的煙霧和一氧化碳探測器,也使用感測器來檢測氣味,但是它們無法區分不同的氣味;當它們檢測到空氣中的有害分子時會發出蜂鳴聲,但無法以智慧的方式對這些氣味分子進行分類。 Imam表示,化學感測領域多年來一直在尋找聰明、可靠和快速回應的化學感測處理系統,也就是所謂的「電子鼻系統(Electronic Nose Systems)」。他認為配備神經形態晶片的機器人在環境監測和有害物質檢測或工廠品質控制方面極具潛力。它們可用於會散發出特殊氣味之疾病的醫學診斷。另一個例子是配備神經形態晶片的機器人可以更清楚地辨別機場安全線中的有害物質。 研究團隊下一步打算將這種方法應用在更廣泛的問題上,從感官場景分析(了解觀察到的物體之間的關係)到像是計劃和決策等抽象問題。了解大腦的神經迴路如何解決這些複雜的運算問題,將為設計高效而強大的機器智慧提供重要線索。 但Imam也指出,目前在機器嗅覺感測方面,仍存在挑戰。舉例來說,當人們走進雜貨店時,可能會聞到草莓的味道,但其氣味可能類似於藍莓或香蕉的氣味,因為它們在大腦中誘發非常相似的神經活動模式。有時人類甚至很難分辨出一種水果還是多種水果混合的香味。當系統聞到來自義大利的草莓和來自加州的草莓時,有可能會出錯,因為兩者可能具有不同的香氣,但卻需要歸為同一類。 這些是研究團隊正在努力解決的嗅覺信號辨識問題,希望在未來幾年內解決這類挑戰,打造能夠解決實際問題的產品,而不僅是解決在實驗室中演示的實驗性問題。
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英特爾持續採用3D XPoint 與美光重簽協議

英特爾(Intel)與美光(Micron)日前簽署新的3D XPoint記憶體晶圓供應協議。分析師推測,由於現在美光是3D XPoint記憶體唯一的製造商,英特爾須支出更多預算給美光。此決策顯示英特爾規劃繼續生產採用3D XPoint記憶體的產品,但產品的細節仍有待消息公布。 圖 英特爾搭載3D XPoint記憶體的Optane產品。圖片來源:英特爾 2018年英特爾終止與美光在NAND與3D XPoint的合作關係之後,出售前合夥人位於美國猶他州的晶圓廠。由於英特爾當時尚未將Optane產品所需的 3D XPoint生產移往中國大連的工廠,為確保美光將記憶體賣給英特爾,必須與美光簽訂供給協議。 於2018年十月協議生效時,美光取得工廠的所有權。但是日前兩公司終止該筆交易,並基於價格與預估條款變化而重簽協議。雙方雖未透露協議的細節,但是美光表示,這筆協議不會改變美光先前的立場。 與此同時,市場分析師表示,儘管產品訂價高昂,英特爾仍在3D XPoint上損失大筆金錢。而美光少以3D XPoint為基礎生產產品,可間接推斷3D XPoint的成本不低。截至目前,美光唯一使用3D XPoint記憶體的產品只有X100 SSD。 英特爾與美光的新簽協議,則揭露英特爾打算繼續生產搭載3D XPoint記憶體的Optane系列產品,因其在英特爾的資料中心業務中扮演要角,但英特爾對3D XPoint系列產品的規劃仍有待公告。
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微軟/蘋果開發者大會相繼線上化 避免新冠疫情加劇

新冠狀肺炎的疫情向中國境外擴散,連帶影響科技產業大型活動。繼上月MWC宣布取消之後,日前微軟(Microsoft)表示原訂五月的Build開發者大會,改為線上進行。隨後蘋果(Apple)發出新聞稿,說明蘋果六月的全球開發者大會(WWDC)也將改為線上會議。 圖 微軟Build 2020已確定改為線上舉行。圖片來源:Microsoft Build 2020 微軟Build網頁開宗明義寫道:「基於安全第一的原則,加上新冠肺炎及政府的防疫措施,例行的Build開發者大會將在今年改為數位體驗。」Build 2020原先預計今年 5月19~21日在西雅圖舉辦,然而碰上需要避免大型集會的新冠疫情,只能為了健康安全取消。 微軟的消息發布之後不久,蘋果執行長提姆‧庫克在官網發出聲明,逐一說明蘋果針對疫情的一連串相關措施。除了承諾針對疫情捐款,並決定關閉大中華地區以外的蘋果實體店兩週之外,WWDC 2020將以線上會議形式進行。面對疫情變化,產業內的展會與公司大型活動,無不走向取消或改成線上活動,盡可能降低群聚感染風險
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NREL成功研發新一代矽鈣鈦礦太陽能電池

美國可再生能源實驗室(NREL)科學家指出,該實驗室的研究團隊已透過對材料的化學成分進行最佳化,製造出「三層」鈣鈦礦,能夠抑制一種稱為光致相分離的機制。此機制是太陽能裝置中的化合物長期暴露於光照下會分解的原因,故若能有效抑制此一機制,將可明顯提高太陽能裝置的穩定性。該研究團隊同時也據此技術成功製造出串聯後能達到27%的轉換效率的鈣鈦礦電池。 圖 NREL團隊展示效率可達27%的鈣鈦礦-矽串聯太陽能電池 目前大多數鈣鈦礦太陽能電池都是用碘,溴或氯的滷化物製成的,但是NREL團隊發現,結合了這三種材料的「三層鈣鈦礦」具有多種穩定性優勢,並且還可以實現鈣鈦礦的高轉化效率。該團隊科學家表示,這種方法是獨特的,因為將氯直接摻入晶格中的量比以前的要高得多,並發現三層鈣鈦礦結構也可以顯著改善光電載子的壽命,並抑制光誘導的相位分離。 在鈣鈦礦電池穩定性實驗中,該團隊製造了尺寸為1平方厘米的三層鈣鈦礦電池,並測試該電池在攝氏60度環境下放置1000小時後的最大功率,其效率達到20.3%,並保留了96%以上的性能;若是在攝氏85度下放置500小時,則保留了97%以上的性能。該電池還被併入鈣鈦礦-矽串聯裝置中,實現了27%效率。若進一步調整能帶隙,將可使鈣鈦礦-矽串聯電池的轉換效率提高到30%以上。 團隊主管進一步指出,他們下一步就是繼續開發穩定的接觸層和體系結構,以實現鈦礦成分工程長期可靠性目標。 光電協進會林政賢產業分析師認為,鈣鈦礦太陽能電池仍面臨問題,需要長時間進行可靠度及耐久性的考驗,預估鈣鈦礦太陽能電池在短期內還不會直接取代矽晶太陽電池,未來是會朝向與矽晶太陽電池互補的方向發展。
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儲存業務發展不如預期 英特爾有意改變策略

英特爾(Intel)正重新考慮過去自產NAND flash的決策,並且可能改由向第三方供應商購買。英特爾財務長George Davis日前在分析師會議中表示,英特爾的固態硬碟(SSD)銷售業務不若預期,使得該公司的NAND Flash業務也受到影響。對此,英特爾正在思考其他策略選項,包含不再自行生產NAND Flash顆粒,改用外購晶片,甚至是直接採購完整的SSD。 英特爾正重新考慮選擇自產NAND flash的決策。圖片來源:英特爾 Davis告訴分析師,NAND flash是英特爾的大賭注,因為NAND在資料中心扮演越來越重要的角色,其觀點對應到英特爾執行長Bob Swan在2019年四月談及2019年Q1財報不理想。Swan說,英特爾正在評估生產NAND的業務,因為此項業務並不賺錢。 針對英特爾自產晶片的脈絡,可以回溯已經解散的合資公司IM Flash。2005年英特爾跟美光(Micron)合資創立IM Flash,專為英特爾及美光生產SSD所需的快閃晶片。IM Flash全盛時期掌管三間分別位於美國與新加坡的工廠。然而2013年英特爾宣布將其中兩家晶圓廠的股份轉售給美光,引起軒然大波。當時英特爾表示,此舉是為了修改兩方的協議,以便雙方都能投入在Optane產品中採用的3D XPoint技術。因此英特爾過多的NAND晶片,再將多餘的產能賣給美光,並建立3D XPoint的未來業務。 XPoint的產品在2015年七月發布,晶片由IM Flash在同時製作3D NAND晶片的狀況下同步生產。不久之後,英特爾在同年宣布於中國大連生產自家的3D NAND晶片。接續而來的重大轉變發生在2018年十月,美光表示有意收購英特爾在IM Flash的股份,隔年美光如願收購,並與英特爾簽下提供XPoint晶片的協議。
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恩智浦提名Kurt Sievers為新任執行長人選

半導體廠商恩智浦(NXP)日前宣布,該公司董事會已提名Kurt Sievers為新任總裁暨執行長,接替2009年開始任職的Richard (Rick) Clemmer。董事會預定於2020年5月27日在公司的年度股東大會上提出任命Kurt Sievers作為下任總裁暨執行長的建議,並在過渡期間由Clemmer擔任策略顧問。 恩智浦(NXP)日前宣布董事會提名Kurt Sievers為新任總裁暨執行長,接替2009年開始任職的Richard (Rick) Clemmer。圖片來源:恩智浦 恩智浦半導體總裁Kurt Sievers表示,恩智浦正面臨巨大轉變,有幸領導公司邁向下一個階段,我深感責任重大亦充滿期待。過去十年很非常榮幸能與Rick共事,在我的職業生涯發展中,Rick既是一位鼓舞人心的領導者,也是我的導師。在恩智浦獨立之初,Rick和管理團隊就確立恩智浦的策略,開發市場領先且具高度差異化的業務並獲取盈利。 Sievers於1995年加入恩智浦,並迅速晉升管理職位。從2018年9月起Sievers擔任恩智浦總裁,負責恩智浦所有的業務工作,更在2015年恩智浦和飛思卡爾半導體的合併中發揮關鍵影響力,協助恩智浦成為國際上具代表性的半導體公司之一。而2020年他將接下執行長一職,推動恩智浦接下來的發展策略。
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三星研發固態電池 電動車續航再進化

本月9日,三星先進研究院(SAIT)與三星日本研究所(SRJ)的研究人員在國際科學期刊Nature Energy發表了一篇全固態電池的研究,該研究提出一款袋式固態電池,其高於鋰電池的效能與續航力,可望進一步支持電動車的發展。 圖 (左起) SRJ技術總監Yuichi Aihara, 研究總監Yong-Gun Lee, SAIT碩士Dongmin Im。圖片來源:Samsung 相較於使用液態電解質的鋰電池,全固態電的能源密度較高,不只能創造更大的容量,而且使用上更安全。然而全固態電池中常見的鋰金屬,充電過程中容易在陽極產生樹枝狀晶體,影響電池的壽命與安全性。 為了克服技術限制,三星的研究人員提出使用銀碳(Ag-C)化合層做為陽極。研究團隊發現,透過將Ag-C放入袋式電池原型,電池可以擁有更大的容量與更常的壽命,並且提高整體的使用安全。加上Ag-C奈米複合層的厚度只有5 µm,因此可將電池陽極的密度增加到900Wh/L,同時可以做出體積小於傳統離電池50%的原型。 此研究的袋式電池原型充電一次,可以支援電動車(EV)行駛最多800公里,並擁有超過1000次循環的壽命,未來可望拓展電動車的電池續航力。
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瞄準未來資料中心需求 賽靈思高階FPGA再升級

5G不僅將為電信及資料中心內部網路帶來更高的頻寬需求,相關網路設備還必須支援許多前所未有的智慧功能,以提升網路安全跟增加網路的靈活性。有鑑於此,賽靈思(Xilinx)於11日發表新一代高階產品Versal Premium,不僅廣泛支援目前市場上最先進的網通協定與高速介面技術,並具備大量可編程邏輯資源,可讓電信與網通設備開發者設計出各種獨特的應用功能。Versal Premium系列特色為高度整合且功耗最佳化的網路硬核,是業界最大頻寬與最高運算密度的自行調適平台。其專為在散熱條件與空間有限環境中運作的最大頻寬網路,以及需要可擴充與靈活應變應用加速的雲端供應商而設計。 圖 賽靈思針對網路與雲端加速推出全球頻寬最大與運算密度最高的自行調適平台Versal Premium。 Versal為業界首款自行調適運算加速平台(Adaptive Compute Acceleration Platform;ACAP),是一個功能遠超常規晶片架構的革命性全新異質運算元件類別。全新Versal Premium以台積電7奈米製程技術而打造,結合軟體可編程能力、動態可配置硬體加速與預置連接與安全功能為一體,為加快產品上市進程提供了强大引擎。作爲Versal ACAP的最新產品系列,Versal Premium系列可提供比當前FPGA高達3倍的傳輸量,並內建乙太網路、Interlaken與加密引擎等元件,以實現快速且安全的網路。該系列提供了目前部署主流FPGA兩倍的運算密度,同時還針對持續擴展的多元且不斷發展的雲端與網路作業提供靈活應變的能力。 賽靈思產品與平台行銷副總裁Kirk Saban,Versal Premium是針對下一代網路設備與雲端資料中心所開發的解決方案,透過網路硬核IP突破性的整合,成就單晶片400G與800G的解決方案。Versal Premium在硬體與軟體開發人員都能輕鬆進行編程的可擴充平台上,提供了卓越的頻寬與運算密度,從而達到加速最佳化並大幅降低整體擁有成本(TCO)。」 Versal Premium是基於已經量產上市的Versal AI Core與Versal Prime ACAP系列產品所打造。Versal Premium創新且獨有的功能包含112Gbps PAM4收發器、頻寬可達數百Gb/s的乙太網(Ethernet)、Interlaken連接、高速加密以及內建DMA、同時支援CCIX與CXL的PCIe Gen5。在與Vitis統一軟體平台與Vivado設計套件整合後,Versal Premium能為硬體與軟體開發人員提供完整的解決方案堆疊,以協助發揮最高的生產力。 5G技術將使網路流量大幅增加,帶動功耗最佳化傳輸與現有資料佔用、功耗範圍內的最佳化傳輸量與運算密度的需求。為因應上述的挑戰,Versal Premium系列提供了高達9Tb/s的可擴充、自行調適的序列頻寬。具體方法為將112G PAM4與整合的網路功能模組用於收發器與核心網路、都會網路和資料中心互連(Data...
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iOS 14預覽版揭線索 watchOS 7將推血氧監測功能

根據蘋果(Apple) iOS 14預覽版的分析,未來新推出的watchOS 7可能將搭載血氧監測、畫面分享、Watch Face、父母可用iPhone管理小孩的Apple Watch,以及多數智慧手錶皆有的睡眠記錄等新功能。 圖 推測未來新推出的watchOS 7將有血氧監測功能。圖片來源:Apple 前幾代Apple Watch具備心電圖(ECG)功能,主要用來防止無預警的心臟驟停。而未來的watchOS 7將優化ECG,透過血氧監測來提升測量的準確性。新的血氧監測主要的運作方式,是當用戶血液中的含氧量低於平均值時,手錶就會通知用戶,協助用戶得到心臟狀況異常的警示。 除了血氧監測,新一代Apple Watch還能透過照片軟體中的照片來創建專屬的Watch Faces,並分享到其他人的Apple Watch裝置中。同時,蘋果也推出Infograph Pro鍵盤,在錶面增加測速儀畫面。一連串的新功能之外,原本一支Apple Watch只能綁定一支iPhone的設定也出現轉變。在iOS 14的版本中,父母可以用自己的iPhone設定兒童手錶,達到同家庭成員的手錶可用同一支iPhone管理的效果,並且家長還可以藉此限制小孩只能在特定時間內使用Apple Watch的App或解鎖螢幕畫面。 最後,Apple Watch跟上市面上多數的智慧型手錶,將會增加睡眠追蹤的功能。雖然iOS 14預覽版揭露許多watchOS 7新功能的相關資訊,然而新版的iOS及Apple Watch正式推出仍有待接下來的蘋果發布會揭曉。
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Ampere推出80核心處理器 瞄準雲端大數據應用

處理器供應商Ampere日前推出內建80個安謀(Arm)核心的Ampere Altra處理器,建基於Arm的省電與高性能的架構,單路最高支援4TB記憶體與128條PCIe 4.0通道,功耗則為210W,是一款專為雲端工作及邊緣數據中心設計的雲端原生CPU。目前Ampere Altra已經出貨給全球客戶,由客戶在各自的軟體中測試。 圖 Ampere日前推出80核心的Ampere Altra處理器。圖片來源:Ampere 做為Ampere的合作夥伴,美光(Micron)行銷策略副總Roger Peene表示:「進行深度學習、邊緣運算及高性能雲工作時,最重要的即是在分析海量數據的同時盡可能降低功耗。Ampere Altra處理器搭配美光的數據中心SSD和記憶體產品,可以協助用戶透過良好的計算功能與儲存聯接性,在低功耗解決方案中發揮大數據集的價值。」 Ampere Altra是Arm的64位元處理器,應用Arm Neoverse N1平台設計,加上單線程核心的特性,可望達成高性能與低功耗的技術突破。該處理器採用台積電7 nm技術,運行時脈為3 GHz,支援8個DDR4-3200記憶體通道,每個插槽可提供最高4TB的記憶體容量,同時每路支援最高128條PCIe Gen4通道,功耗為210W。
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