Нанотехнологии сегодня - Пресс-релиз: 2D-материал меняет 3D-электронику для аппаратного обеспечения искусственного интеллекта

Переиздано Платоном

Читают: 0

Главная > Нажмите > 2D-материал меняет форму 3D-электроники для аппаратного обеспечения искусственного интеллекта

Схематическая иллюстрация периферийной вычислительной системы на основе монолитной 3D-интегрированной электроники на основе 2D-материалов. Система объединяет различные функциональные уровни, в том числе вычислительные уровни искусственного интеллекта, уровни обработки сигналов и сенсорный уровень, и интегрирует их в процессор искусственного интеллекта.

КРЕДИТ
Сан-Хун Бэ, Инженерная школа МакКелви, Вашингтонский университет в Сент-Луисе

Абстрактные:
Многофункциональные компьютерные чипы эволюционировали и теперь могут больше работать с интегрированными датчиками, процессорами, памятью и другими специализированными компонентами. Однако по мере расширения чипов время, необходимое для перемещения информации между функциональными компонентами, также выросло.

2D-материал меняет 3D-электронику для аппаратного обеспечения искусственного интеллекта

Сент-Луис, Миссури | Опубликовано 8 декабря 2023 г.

«Думайте об этом как о строительстве дома», — сказал Сан-Хун Бэ, доцент кафедры машиностроения и материаловедения Инженерной школы МакКелви Вашингтонского университета в Сент-Луисе. «Вы строите горизонтально и вертикально, чтобы получить больше функций, больше места для более специализированных действий, но тогда вам приходится тратить больше времени на перемещение или общение между комнатами».

Чтобы решить эту проблему, Бэ и группа международных сотрудников, в том числе исследователи из Массачусетского технологического института, Университета Йонсей, Университета Инха, Технологического института Джорджии и Университета Нотр-Дам, продемонстрировали монолитную 3D-интеграцию многослойного 2D-материала в новую обработку. аппаратное обеспечение для вычислений искусственного интеллекта (ИИ). Они предполагают, что их новый подход не только предоставит решение на материальном уровне для полной интеграции множества функций в один небольшой электронный чип, но и проложит путь к передовым вычислениям с использованием искусственного интеллекта. Их работа была опубликована 27 ноября в журнале Nature Materials, где она была выбрана в качестве статьи на обложке.

Монолитный 3D-интегрированный чип имеет преимущества перед существующими компьютерными чипами с боковой интеграцией. Устройство содержит шесть атомарно тонких 2D-слоев, каждый со своей функцией, и позволяет значительно сократить время обработки, энергопотребление, задержку и занимаемую площадь. Это достигается за счет плотной упаковки слоев обработки для обеспечения плотного межслоевого соединения. В результате оборудование обеспечивает беспрецедентную эффективность и производительность в вычислительных задачах искусственного интеллекта.

Это открытие предлагает новое решение для интеграции электроники, а также открывает дверь в новую эру многофункционального компьютерного оборудования. По словам Бэ, благодаря максимальному параллелизму в своей основе эта технология может значительно расширить возможности систем искусственного интеллекта, позволяя им решать сложные задачи с молниеносной скоростью и исключительной точностью.

«Монолитная 3D-интеграция может изменить всю индустрию электроники и вычислений, позволяя разрабатывать более компактные, мощные и энергоэффективные устройства», — сказал Бэ. «Атомно тонкие 2D-материалы идеально подходят для этого, и мы с коллегами продолжим совершенствовать этот материал, пока в конечном итоге не сможем интегрировать все функциональные слои на одном чипе».

Бэ сказал, что эти устройства также более гибкие и функциональные, что делает их пригодными для большего числа применений.

«От автономных транспортных средств до медицинской диагностики и центров обработки данных — возможности применения этой монолитной технологии 3D-интеграции потенциально безграничны», — сказал он. «Например, внутрисенсорные вычисления объединяют функции датчика и компьютера в одном устройстве вместо того, чтобы датчик получал информацию, а затем передавал ее на компьютер. Это позволяет нам получать сигнал и напрямую вычислять данные, что приводит к более быстрой обработке, меньшему энергопотреблению и повышению безопасности, поскольку данные не передаются».

Кан Дж.Х., Шин Х., Ким К.С., Сонг МК, Ли Д., Мэн Ю., Чой С., Су Дж.М., Ким БиДжей, Ким Х., Хоанг А.Т., Пак Б.И., Чжоу Дж., Сундарам С., Выонг П., Шин Дж., Чхве Дж. , Сюй З, Юнас Р., Ким Дж.С., Хан С., Ли С., Ким СО, Кан Б., Со С., Ан Х., Со С., Рейди К., Пак Е., Мун С., Пак MC, Ли С., Ким HJ, Кум Х.С., Лин П., Хинкль С., Угаззаден А., Ан Дж.Х., Ким Дж. и Бэ Ш.Х. Монолитная 3D-интеграция 2D-электроники на основе материалов для создания совершенных решений для периферийных вычислений. Природные материалы. 27 ноября 2023 г. DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-023-01704-z

Эта работа была поддержана Вашингтонским университетом в Сент-Луисе и его Институтом материаловедения и инженерии, Корейским институтом науки и технологий, Национальным исследовательским фондом Кореи, Национальным научным фондом и SUPREME, одним из семи центров JUMP 2.0. , программа Semiconductor Research Corp., спонсируемая DARPA.

Первоначально опубликовано на сайте Инженерной школы МакКелви.

####

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь

Контактная информация:
Талия Оглиоре
Вашингтонский университет в Сент-Луисе
Офис: 314-935-2919

Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.

Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.

Закладка: