Nanotechnologia teraz – komunikat prasowy: Materiał 2D zmienia kształt elektroniki 3D na potrzeby sprzętu AI

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Strona główna > Naciśnij przycisk > Materiał 2D zmienia kształt elektroniki 3D na potrzeby sprzętu AI

Schematyczna ilustracja systemu obliczeń brzegowych opartego na monolitycznej elektronice zintegrowanej z 3D i opartej na materiałach 2D. System łączy różne warstwy funkcjonalne, w tym warstwy obliczeniowe AI, warstwy przetwarzania sygnałów i warstwę sensoryczną, i integruje je w procesorze AI.

KREDYT
Sang-Hoon Bae, McKelvey School of Engineering, Washington University w St. Louis

Abstrakcyjny:
Wielofunkcyjne chipy komputerowe ewoluowały, aby móc więcej wykorzystywać zintegrowane czujniki, procesory, pamięć i inne wyspecjalizowane komponenty. Jednakże w miarę rozszerzania się układów scalonych wydłużał się także czas wymagany do przenoszenia informacji pomiędzy komponentami funkcjonalnymi.

Materiał 2D zmienia kształt elektroniki 3D na potrzeby sprzętu AI

St Louis, MO | Opublikowano 8 grudnia 2023 r

„Pomyśl o tym jak o budowie domu” – powiedział Sang-Hoon Bae, adiunkt inżynierii mechanicznej i inżynierii materiałowej w McKelvey School of Engineering na Washington University w St. Louis. „Rozbudowujesz się w bok i w górę, aby uzyskać więcej funkcji i więcej miejsca na bardziej specjalistyczne czynności, ale wtedy musisz spędzać więcej czasu na przemieszczaniu się lub komunikowaniu się między pokojami”.

Aby stawić czoła temu wyzwaniu, Bae i zespół międzynarodowych współpracowników, w tym naukowcy z Massachusetts Institute of Technology, Yonsei University, Inha University, Georgia Institute of Technology i University of Notre Dame, zademonstrowali monolityczną integrację 3D warstwowego materiału 2D w nowatorskie przetwarzanie sprzęt komputerowy wykorzystujący sztuczną inteligencję (AI). Przewidują, że ich nowe podejście nie tylko zapewni rozwiązanie na poziomie materiałowym umożliwiające pełną integrację wielu funkcji w jednym, małym chipie elektronicznym, ale także utoruje drogę zaawansowanym informacjom AI. Ich praca została opublikowana 27 listopada w czasopiśmie Nature Materials, gdzie znalazła się na okładce artykułu.

Opracowany przez zespół monolityczny, zintegrowany chip 3D oferuje przewagę nad istniejącymi, bocznie zintegrowanymi chipami komputerowymi. Urządzenie zawiera sześć atomowo cienkich warstw 2D, każda z własną funkcją, i osiąga znacznie skrócony czas przetwarzania, zużycie energii, opóźnienia i zajmowaną powierzchnię. Osiąga się to poprzez ścisłe upakowanie warstw przetwarzających, aby zapewnić gęstą łączność międzywarstwową. W rezultacie sprzęt oferuje niespotykaną dotąd wydajność i wydajność w zadaniach obliczeniowych AI.

Odkrycie to oferuje nowatorskie rozwiązanie w zakresie integracji elektroniki, a także otwiera drzwi do nowej ery wielofunkcyjnego sprzętu komputerowego. Dzięki najwyższej równoległości technologia ta może radykalnie rozszerzyć możliwości systemów AI, umożliwiając im wykonywanie złożonych zadań z błyskawiczną szybkością i wyjątkową dokładnością, powiedział Bae.

„Monolityczna integracja 3D może zmienić kształt całego przemysłu elektronicznego i komputerowego, umożliwiając opracowywanie bardziej kompaktowych, wydajnych i energooszczędnych urządzeń” – powiedział Bae. „Atomicznie cienkie materiały 2D idealnie się do tego nadają, a ja i moi współpracownicy będziemy nadal udoskonalać ten materiał, aż będziemy w stanie ostatecznie zintegrować wszystkie warstwy funkcjonalne w jednym chipie”.

Bae powiedział, że urządzenia te są również bardziej elastyczne i funkcjonalne, dzięki czemu nadają się do większej liczby zastosowań.

„Od pojazdów autonomicznych po diagnostykę medyczną i centra danych – zastosowania tej monolitycznej technologii integracji 3D są potencjalnie nieograniczone” – powiedział. „Na przykład przetwarzanie danych w czujniku łączy funkcje czujnika i komputera w jednym urządzeniu, zamiast pozyskiwania informacji przez czujnik, a następnie przesyłania danych do komputera. Dzięki temu możemy uzyskać sygnał i bezpośrednio obliczyć dane, co skutkuje szybszym przetwarzaniem, mniejszym zużyciem energii i większym bezpieczeństwem, ponieważ dane nie są przesyłane”.

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 i Bae SH. Monolityczna integracja 3D elektroniki opartej na materiałach 2D w celu uzyskania najlepszych rozwiązań w zakresie obliczeń brzegowych. Materiały natury. 27 listopada 2023 r. DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-023-01704-z

Prace te były wspierane przez Uniwersytet Waszyngtoński w St. Louis i jego Instytut Nauki i Inżynierii Materiałowej, Koreański Instytut Nauki i Technologii, Koreańską Narodową Fundację Badań, Narodową Fundację Nauki oraz SUPREME, jeden z siedmiu ośrodków JUMP 2.0 , program Semiconductor Research Corp. sponsorowany przez DARPA.

Oryginalnie opublikowano na stronie internetowej McKelvey School of Engineering.

####

Aby uzyskać więcej informacji, kliknij tutaj

Łączność:
Talię Ogliore
Washington University w St. Louis
Biuro: 314-935-2919

Jeśli masz komentarz, proszę Kontakt my.

Wydawcy komunikatów prasowych, a nie 7th Wave, Inc. lub Nanotechnology Now, ponoszą wyłączną odpowiedzialność za dokładność treści.

Zakładka: