Nanotechnology Now - Δελτίο Τύπου: 2D Material Reshapes 3D Electronics For AI Hardware

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Αρχική > Τύπος > Το υλικό 2D αναδιαμορφώνει τα τρισδιάστατα ηλεκτρονικά για το υλικό τεχνητής νοημοσύνης

Σχηματική απεικόνιση ενός υπολογιστικού συστήματος ακμών που βασίζεται σε μονολιθικά 3D ολοκληρωμένα ηλεκτρονικά 2D βασισμένα σε υλικά. Το σύστημα στοιβάζει διαφορετικά λειτουργικά επίπεδα, συμπεριλαμβανομένων των επιπέδων υπολογισμού τεχνητής νοημοσύνης, των επιπέδων επεξεργασίας σήματος και ενός αισθητηρίου και τα ενσωματώνει σε έναν επεξεργαστή τεχνητής νοημοσύνης.

ΠΙΣΤΩΣΗ
Sang-Hoon Bae, Σχολή Μηχανικών McKelvey, Πανεπιστήμιο Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις

Περίληψη:
Τα πολυλειτουργικά τσιπ υπολογιστών έχουν εξελιχθεί για να κάνουν περισσότερα με ενσωματωμένους αισθητήρες, επεξεργαστές, μνήμη και άλλα εξειδικευμένα εξαρτήματα. Ωστόσο, καθώς τα τσιπ έχουν επεκταθεί, ο χρόνος που απαιτείται για τη μεταφορά πληροφοριών μεταξύ λειτουργικών στοιχείων έχει επίσης αυξηθεί.

Το 2D υλικό αναδιαμορφώνει τα τρισδιάστατα ηλεκτρονικά για το υλικό AI

Σεντ Λούις, MO | Δημοσιεύτηκε στις 8 Δεκεμβρίου 2023

«Σκεφτείτε το σαν να χτίζετε ένα σπίτι», είπε ο Sang-Hoon Bae, επίκουρος καθηγητής μηχανολογίας και επιστήμης υλικών στη Σχολή Μηχανικών McKelvey στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις. «Χτίζετε πλευρικά και πάνω κατακόρυφα για να έχετε περισσότερη λειτουργία, περισσότερο χώρο για να κάνετε πιο εξειδικευμένες δραστηριότητες, αλλά στη συνέχεια πρέπει να αφιερώσετε περισσότερο χρόνο στην κίνηση ή την επικοινωνία μεταξύ των δωματίων».

Για να αντιμετωπίσουν αυτήν την πρόκληση, ο Bae και μια ομάδα διεθνών συνεργατών, συμπεριλαμβανομένων ερευνητών από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, το Πανεπιστήμιο Yonsei, το Πανεπιστήμιο Inha, το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Γεωργίας και το Πανεπιστήμιο της Notre Dame, επέδειξαν μονολιθική 3D ενσωμάτωση πολυεπίπεδου 2D υλικού σε νέα επεξεργασία. υλικό για υπολογιστές τεχνητής νοημοσύνης (AI). Οραματίζονται ότι η νέα προσέγγισή τους όχι μόνο θα παρέχει μια λύση σε επίπεδο υλικού για την πλήρη ενσωμάτωση πολλών λειτουργιών σε ένα ενιαίο, μικρό ηλεκτρονικό τσιπ, αλλά και θα ανοίξει το δρόμο για προηγμένο υπολογιστικό AI. Η δουλειά τους δημοσιεύτηκε στις 27 Νοεμβρίου στο Nature Materials, όπου επιλέχθηκε ως άρθρο εξωφύλλου.

Το μονολιθικό 3D ολοκληρωμένο τσιπ της ομάδας προσφέρει πλεονεκτήματα σε σχέση με τα υπάρχοντα πλευρικά ενσωματωμένα τσιπ υπολογιστών. Η συσκευή περιέχει έξι ατομικά λεπτά στρώματα 2D, το καθένα με τη δική του λειτουργία και επιτυγχάνει σημαντικά μειωμένο χρόνο επεξεργασίας, κατανάλωση ενέργειας, καθυστέρηση και αποτύπωμα. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω της στενής συσκευασίας των στρωμάτων επεξεργασίας για να διασφαλιστεί η πυκνή συνδεσιμότητα μεταξύ των στρωμάτων. Ως αποτέλεσμα, το υλικό προσφέρει πρωτοφανή αποτελεσματικότητα και απόδοση σε εργασίες υπολογιστών AI.

Αυτή η ανακάλυψη προσφέρει μια νέα λύση για την ενσωμάτωση ηλεκτρονικών ειδών και επίσης ανοίγει την πόρτα σε μια νέα εποχή πολυλειτουργικού υπολογιστικού υλικού. Με τον απόλυτο παραλληλισμό στον πυρήνα της, αυτή η τεχνολογία θα μπορούσε να επεκτείνει δραματικά τις δυνατότητες των συστημάτων AI, επιτρέποντάς τους να χειρίζονται σύνθετες εργασίες με αστραπιαία ταχύτητα και εξαιρετική ακρίβεια, είπε ο Bae.

«Η μονολιθική 3D ενοποίηση έχει τη δυνατότητα να αναμορφώσει ολόκληρη τη βιομηχανία ηλεκτρονικών και υπολογιστών επιτρέποντας την ανάπτυξη πιο συμπαγών, ισχυρών και ενεργειακά αποδοτικών συσκευών», είπε ο Bae. "Ατομικά λεπτά 2D υλικά είναι ιδανικά για αυτό και οι συνεργάτες μου και εγώ θα συνεχίσουμε να βελτιώνουμε αυτό το υλικό μέχρι να μπορέσουμε τελικά να ενσωματώσουμε όλα τα λειτουργικά στρώματα σε ένα μόνο τσιπ."

Η Bae είπε ότι αυτές οι συσκευές είναι επίσης πιο ευέλικτες και λειτουργικές, καθιστώντας τις κατάλληλες για περισσότερες εφαρμογές.

«Από τα αυτόνομα οχήματα μέχρι τα ιατρικά διαγνωστικά και τα κέντρα δεδομένων, οι εφαρμογές αυτής της μονολιθικής τεχνολογίας 3D ενοποίησης είναι δυνητικά απεριόριστες», είπε. «Για παράδειγμα, ο υπολογισμός εντός αισθητήρα συνδυάζει λειτουργίες αισθητήρα και υπολογιστή σε μια συσκευή, αντί ένας αισθητήρας να λαμβάνει πληροφορίες και στη συνέχεια να μεταφέρει τα δεδομένα σε έναν υπολογιστή. Αυτό μας επιτρέπει να λαμβάνουμε ένα σήμα και να υπολογίζουμε απευθείας δεδομένα με αποτέλεσμα ταχύτερη επεξεργασία, λιγότερη κατανάλωση ενέργειας και βελτιωμένη ασφάλεια, επειδή τα δεδομένα δεν μεταφέρονται."

Kang JH, Shin H, Kim KS, Song MK, Lee D, Meng Y, Choi C, Suh JM, Kim BJ, Kim H, Hoang AT, Park BI, Zhou G, Sundaram S, Vuong P, Shin J, Choe J , Xu Z, Younas R, Kim JS, Han S, Lee S, Kim SO, Kang B, Seo S, Ahn H, Seo S, Reidy K, Park E, Mun S, Park MC, Lee S, Kim HJ, Kum HS, Lin P, Hinkle C, Ougazzaden A, Ahn JH, Kim J και Bae SH. Μονολιθική 3D ενσωμάτωση ηλεκτρονικών 2D βασισμένων σε υλικά προς απόλυτες λύσεις υπολογιστών αιχμής. Υλικά Φύσης. 27 Νοεμβρίου 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-023-01704-z

Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από το Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις και το Ινστιτούτο Επιστήμης & Μηχανικής Υλικών, το Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κορέας, το Εθνικό Ίδρυμα Ερευνών της Κορέας, το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το SUPREME, ένα από τα επτά κέντρα στο JUMP 2.0 , ένα πρόγραμμα Semiconductor Research Corp. που χρηματοδοτείται από την DARPA.

Αρχικά δημοσιεύτηκε στον ιστότοπο McKelvey School of Engineering.

####

Για περισσότερες πληροφορίες, πατήστε εδώ

Επαφές:
Τάλια Ογλιόρε
Το Πανεπισ
Office: 314-935-2919

Πνευματικά δικαιώματα © Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις

Εάν έχετε ένα σχόλιο, παρακαλώ Επικοινωνία και εμείς με χαρά θα σας εξυπηρετήσουμε.

Οι εκδότες δελτίων ειδήσεων, όχι η 7th Wave, Inc. ή η Nanotechnology Now, είναι αποκλειστικά υπεύθυνες για την ακρίβεια του περιεχομένου.

Bookmark: