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कुछ प्रयोगात्मक चिप मस्तिष्क की नकल करने के लिए बनाई जाती हैं, जो ऊर्जा बचाने के लिए ज़रूरत पड़ने पर ही सक्रिय होने वाले कृत्रिम 'न्यूरॉन' और 'सिनैप्स' का उपयोग करती हैं।
न्यूरोमॉर्फिक चिप मस्तिष्क की अपनी संरचना की नकल करने के लिए बनाए जाते हैं, और वे कृत्रिम न्यूरॉन व सिनैप्स का उपयोग करते हैं जो पारंपरिक प्रोसेसर की निरंतर घड़ी-चालित स्पंदों के बजाय संक्षिप्त विद्युत-स्पाइक के ज़रिए संवाद करते हैं। चूंकि ये कृत्रिम न्यूरॉन तभी सक्रिय होते हैं और बिजली खर्च करते हैं जब उन्हें कोई संकेत आगे भेजना होता है, इसलिए यह चिप कुछ कार्यों के लिए मानक हार्डवेयर की तुलना में कहीं अधिक ऊर्जा-दक्ष हो सकता है, जो ज़रूरत हो या न हो, हर घड़ी-चक्र पर हर परिपथ चलाता है।
क्वांटम चिप पूरी तरह से अलग भौतिक सिद्धांत पर निर्भर करते हैं, वे मस्तिष्क-सदृश स्पाइकिंग परिपथों के बजाय क्वांटम अवस्थाओं में सूचना कूटबद्ध करते हैं, और ग्राफिक्स चिप चित्र प्रस्तुत करने के समानांतर गणित के लिए अनुकूलित होते हैं, न कि तंत्रिका-दहन पैटर्न की नकल के लिए।
न्यूरोमॉर्फिक चिप के पीछे एक मुख्य संरचनात्मक विचार यह है कि स्मृति और संगणन को एक ही भौतिक स्थान में जोड़ा जाए, जो इस बात की नकल करता है कि मस्तिष्क के न्यूरॉन सूचना को एक साथ कैसे संग्रहित और संसाधित करते हैं, जिससे सामान्य कंप्यूटरों को अलग इकाइयों के बीच डेटा ढोने में लगने वाली ऊर्जा-लागत से बचा जा सकता है।
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