ננוטכנולוגיה עכשיו - הודעה לעיתונות: חומר דו-ממדי מעצב מחדש את האלקטרוניקה התלת-ממדית עבור חומרת בינה מלאכותית

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > חומר דו-ממדי מעצב מחדש את האלקטרוניקה התלת-ממדית עבור חומרת בינה מלאכותית

המחשה סכמטית של מערכת מחשוב קצה המבוססת על אלקטרוניקה מונוליטית המשולבת בתלת מימד, מבוססת חומרים דו מימדיים. המערכת עורמת שכבות פונקציונליות שונות, כולל שכבות מחשוב בינה מלאכותית, שכבות עיבוד אותות ושכבה חושית, ומשלבת אותן במעבד בינה מלאכותית.

קרדיט
Sang-Hoon Bae, בית הספר להנדסה מק'קלווי, אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס

תקציר:
שבבי מחשב רב תכליתיים התפתחו כדי לעשות יותר עם חיישנים משולבים, מעבדים, זיכרון ורכיבים מיוחדים אחרים. עם זאת, ככל שהשבבים התרחבו, גדל גם הזמן הנדרש להעברת מידע בין רכיבים פונקציונליים.

חומר דו-ממדי מעצב מחדש את האלקטרוניקה התלת-ממדית עבור חומרת בינה מלאכותית

סנט לואיס, MO | פורסם ב-8 בדצמבר, 2023

"תחשוב על זה כמו לבנות בית", אמר סאנג-הון ביי, עוזר פרופסור להנדסת מכונות ומדעי החומרים בבית הספר להנדסה מק'קלווי באוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס. "אתה בונה לרוחב ולמעלה אנכית כדי לקבל יותר תפקוד, יותר מקום לעשות פעילויות מיוחדות יותר, אבל אז אתה צריך להשקיע יותר זמן בתנועה או בתקשורת בין חדרים."

כדי להתמודד עם אתגר זה, Bae וצוות של משתפי פעולה בינלאומיים, כולל חוקרים מהמכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, אוניברסיטת יונסאי, אוניברסיטת אינה, המכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה ואוניברסיטת נוטרדאם, הדגימו שילוב תלת-ממד מונוליטי של חומר דו-ממדי שכבות בעיבוד חדש חומרה למחשוב בינה מלאכותית (AI). הם רואים בדעתם שהגישה החדשה שלהם לא רק תספק פתרון ברמת החומר לשילוב מלא של פונקציות רבות בשבב אלקטרוני יחיד וקטן, אלא גם תסלול את הדרך למחשוב AI מתקדם. עבודתם פורסמה ב-3 בנובמבר ב-Nature Materials, שם היא נבחרה כמאמר בשער הקדמי.

השבב המונוליטי המשולב בתלת מימד של הצוות מציע יתרונות על פני שבבי מחשב קיימים משולבים לרוחב. המכשיר מכיל שש שכבות דו-ממדיות דקות אטומי, שלכל אחת מהן פונקציה משלה, ומשיג זמן עיבוד, צריכת חשמל, חביון וטביעת רגל מופחתת משמעותית. זה מושג באמצעות אריזה הדוקה של שכבות העיבוד כדי להבטיח קישוריות בין-שכבתית צפופה. כתוצאה מכך, החומרה מציעה יעילות וביצועים חסרי תקדים במשימות מחשוב בינה מלאכותית.

גילוי זה מציע פתרון חדשני לשילוב אלקטרוניקה וגם פותח את הדלת לעידן חדש של חומרת מחשוב רב תכליתית. עם מקביליות אולטימטיבית בליבה, טכנולוגיה זו יכולה להרחיב באופן דרמטי את היכולות של מערכות AI, ולאפשר להן להתמודד עם משימות מורכבות במהירות הבזק ובדיוק יוצא דופן, אמר Bae.

"לשילוב תלת מימד מונוליטי יש פוטנציאל לעצב מחדש את כל תעשיית האלקטרוניקה והמחשוב על ידי מתן אפשרות לפתח מכשירים קומפקטיים, חזקים וחסכוניים יותר באנרגיה", אמר Bae. "חומרים דו-ממדיים דקים מבחינה אטומית הם אידיאליים עבור זה, ומשתפי הפעולה שלי ואני נמשיך לשפר את החומר הזה עד שנוכל בסופו של דבר לשלב את כל השכבות הפונקציונליות בשבב אחד."

Bae אמר כי מכשירים אלה גם גמישים ופונקציונליים יותר, מה שהופך אותם למתאימים ליישומים נוספים.

"מרכבים אוטונומיים ועד דיאגנוסטיקה רפואית ומרכזי נתונים, היישומים של טכנולוגיית שילוב תלת-ממד מונוליטית זו הם בעלי פוטנציאל בלתי מוגבל", אמר. "לדוגמה, מחשוב בתוך החיישן משלב פונקציות חיישן ומחשב במכשיר אחד, במקום שחיישן ישיג מידע ואז יעביר את הנתונים למחשב. זה מאפשר לנו להשיג אות ולחשב ישירות נתונים וכתוצאה מכך עיבוד מהיר יותר, פחות צריכת אנרגיה ואבטחה משופרת מכיוון שהנתונים אינם מועברים."

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, and Bae SH. שילוב תלת מימד מונוליטי של אלקטרוניקה מבוססת חומרים דו מימדיים לקראת פתרונות מחשוב קצה אולטימטיביים. חומרי טבע. 3 בנובמבר 2. DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-023-01704-z

עבודה זו נתמכה על ידי אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס והמכון שלה למדע והנדסת חומרים, מכון קוריאה למדע וטכנולוגיה, קרן המחקר הלאומית של קוריאה, הקרן הלאומית למדע ו-SUPREME, אחד משבעה מרכזים ב-JUMP 2.0 , תוכנית Semiconductor Research Corp. בחסות DARPA.

פורסם במקור באתר McKelvey School of Engineering.

####

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
טליה אוגליאורה
אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס
Office: 314-935-2919

זכויות יוצרים © אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך: