Nanoteknologi Sekarang - Siaran Pers: Material 2D Membentuk Kembali Elektronik 3D Untuk Perangkat Keras AI

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Beranda > Tekan > Materi 2D membentuk ulang elektronik 3D untuk perangkat keras AI

Ilustrasi skema sistem komputasi tepi berdasarkan elektronik berbasis material 3D yang terintegrasi 2D monolitik. Sistem ini menumpuk berbagai lapisan fungsional, termasuk lapisan komputasi AI, lapisan pemrosesan sinyal, dan lapisan sensorik, dan mengintegrasikannya ke dalam prosesor AI.

KREDIT
Sang-Hoon Bae, Sekolah Teknik McKelvey, Universitas Washington di St. Louis

Abstrak:
Chip komputer multifungsi telah berevolusi untuk berbuat lebih banyak dengan sensor terintegrasi, prosesor, memori, dan komponen khusus lainnya. Namun, seiring dengan berkembangnya chip, waktu yang dibutuhkan untuk memindahkan informasi antar komponen fungsional juga meningkat.

Materi 2D membentuk ulang elektronik 3D untuk perangkat keras AI

Louis, MO | Diposting pada 8 Desember 2023

“Anggap saja seperti membangun rumah,” kata Sang-Hoon Bae, asisten profesor teknik mesin dan ilmu material di McKelvey School of Engineering di Washington University di St. Louis. “Anda membangun secara lateral dan vertikal untuk mendapatkan lebih banyak fungsi, lebih banyak ruang untuk melakukan aktivitas yang lebih terspesialisasi, tetapi kemudian Anda harus menghabiskan lebih banyak waktu untuk berpindah atau berkomunikasi antar ruangan.”

Untuk mengatasi tantangan ini, Bae dan tim kolaborator internasional, termasuk peneliti dari Massachusetts Institute of Technology, Yonsei University, Inha University, Georgia Institute of Technology dan University of Notre Dame, mendemonstrasikan integrasi 3D monolitik dari material 2D berlapis ke dalam pemrosesan baru. perangkat keras untuk komputasi kecerdasan buatan (AI). Mereka membayangkan bahwa pendekatan baru mereka tidak hanya akan memberikan solusi tingkat material untuk sepenuhnya mengintegrasikan banyak fungsi ke dalam satu chip elektronik kecil, namun juga membuka jalan bagi komputasi AI yang canggih. Karya mereka diterbitkan pada 27 November di Nature Materials, dan dipilih sebagai artikel sampul depan.

Chip terintegrasi 3D monolitik milik tim menawarkan keunggulan dibandingkan chip komputer terintegrasi lateral yang sudah ada. Perangkat ini berisi enam lapisan 2D yang sangat tipis, masing-masing memiliki fungsinya sendiri, dan secara signifikan mengurangi waktu pemrosesan, konsumsi daya, latensi, dan jejak kaki. Hal ini dicapai melalui pengepakan lapisan pemrosesan yang rapat untuk memastikan konektivitas antar lapisan yang padat. Hasilnya, perangkat keras ini menawarkan efisiensi dan kinerja yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam tugas komputasi AI.

Penemuan ini menawarkan solusi baru untuk mengintegrasikan elektronik dan juga membuka pintu menuju era baru perangkat keras komputasi multifungsi. Dengan inti paralelisme tertinggi, teknologi ini dapat secara dramatis memperluas kemampuan sistem AI, memungkinkan mereka menangani tugas-tugas kompleks dengan kecepatan kilat dan akurasi yang luar biasa, kata Bae.

“Integrasi 3D monolitik mempunyai potensi untuk membentuk kembali seluruh industri elektronik dan komputasi dengan memungkinkan pengembangan perangkat yang lebih ringkas, bertenaga, dan hemat energi,” kata Bae. “Bahan 2D yang sangat tipis secara atom sangat ideal untuk ini, dan saya serta kolaborator akan terus menyempurnakan bahan ini hingga kami akhirnya dapat mengintegrasikan semua lapisan fungsional dalam satu chip.”

Bae mengatakan perangkat ini juga lebih fleksibel dan fungsional, sehingga cocok untuk lebih banyak aplikasi.

“Dari kendaraan otonom hingga diagnosa medis dan pusat data, penerapan teknologi integrasi 3D monolitik ini berpotensi tidak terbatas,” katanya. “Misalnya, komputasi in-sensor menggabungkan fungsi sensor dan komputer dalam satu perangkat, bukan sensor yang memperoleh informasi kemudian mentransfer data ke komputer. Hal ini memungkinkan kami memperoleh sinyal dan menghitung data secara langsung sehingga menghasilkan pemrosesan yang lebih cepat, konsumsi energi yang lebih sedikit, dan keamanan yang ditingkatkan karena data tidak sedang ditransfer.”

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, dan Bae SH. Integrasi 3D monolitik elektronik berbasis material 2D menuju solusi komputasi mutakhir. Bahan Alam. 27 November 2023. DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-023-01704-z

Pekerjaan ini didukung oleh Universitas Washington di St. Louis dan Institute of Materials Science & Engineering, Korea Institute of Science and Technology, National Research Foundation of Korea, National Science Foundation, dan SUPREME, salah satu dari tujuh pusat di JUMP 2.0 , program Semiconductor Research Corp. yang disponsori oleh DARPA.

Awalnya diterbitkan di situs web McKelvey School of Engineering.

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini

Kontak:
Talia Ogliore
Universitas Washington di St. Louis
Kantor: 314-935-2919

Hak Cipta © Universitas Washington di St. Louis

Jika Anda punya komentar, silakan Kontak kita.

Penerbit rilis berita, bukan 7th Wave, Inc. atau Nanotechnology Now, semata-mata bertanggung jawab atas keakuratan konten.

Bookmark: