Нанотехнології зараз – Прес-реліз: 2D-матеріал змінює форму 3D-електроніки для апаратного забезпечення AI

Перевидано Платоном

читають: 0

Головна > прес > 2D-матеріал змінює форму 3D-електроніки для обладнання ШІ

Схематичне зображення периферійної обчислювальної системи на основі монолітної 3D-інтегрованої двовимірної електроніки на основі матеріалів. Система об’єднує різні функціональні рівні, включаючи обчислювальні рівні AI, рівні обробки сигналів і сенсорний рівень, і інтегрує їх у процесор AI.

КРЕДИТ
Санг-Хун Бе, Інженерна школа Маккелві Вашингтонського університету в Сент-Луїсі

Анотація:
Багатофункціональні комп’ютерні чіпи еволюціонували, щоб зробити більше з вбудованими датчиками, процесорами, пам’яттю та іншими спеціалізованими компонентами. Однак із розширенням мікросхем час, необхідний для переміщення інформації між функціональними компонентами, також зріс.

2D-матеріал змінює форму 3D-електроніки для обладнання ШІ

Сент-Луїс, Міссурі | Опубліковано 8 грудня 2023 р

«Подумайте про це як про будівництво будинку», — сказав Санг-Хун Бе, доцент кафедри машинобудування та матеріалознавства в Інженерній школі Маккелві Вашингтонського університету в Сент-Луїсі. «Ви будуєте вбік і вгору вертикально, щоб отримати більше функцій, більше місця для виконання більш спеціалізованих дій, але тоді вам доведеться витрачати більше часу на пересування або спілкування між кімнатами».

Щоб вирішити цю проблему, Бе та команда міжнародних співробітників, включаючи дослідників з Массачусетського технологічного інституту, Університету Йонсей, Університету Інха, Технологічного інституту Джорджії та Університету Нотр-Дам, продемонстрували монолітну 3D-інтеграцію багатошарового 2D-матеріалу в нову обробку. апаратне забезпечення для обчислень зі штучним інтелектом (AI). Вони передбачають, що їхній новий підхід не лише забезпечить рішення на матеріальному рівні для повної інтеграції багатьох функцій в єдиний невеликий електронний чіп, але й прокладе шлях до передових обчислень ШІ. Їхня робота була опублікована 27 листопада в Nature Materials, де вона була обрана як стаття для першої обкладинки.

Монолітний 3D-інтегрований чіп команди пропонує переваги перед існуючими латерально інтегрованими комп’ютерними чіпами. Пристрій містить шість атомарно тонких двовимірних шарів, кожен із яких має власну функцію, і забезпечує значно скорочений час обробки, енергоспоживання, затримку та площу. Це досягається шляхом щільного укладання шарів обробки, щоб забезпечити щільне міжшарове з’єднання. Як наслідок, апаратне забезпечення забезпечує безпрецедентну ефективність і продуктивність у обчислювальних завданнях ШІ.

Це відкриття пропонує нове рішення для інтеграції електроніки, а також відкриває двері в нову еру багатофункціонального комп’ютерного обладнання. Ця технологія може значно розширити можливості систем штучного інтелекту, дозволяючи їм вирішувати складні завдання з блискавичною швидкістю та винятковою точністю, зазначає Бе.

«Монолітна 3D-інтеграція має потенціал змінити форму всієї електронної та обчислювальної індустрії, дозволяючи розробляти більш компактні, потужні та енергоефективні пристрої», — сказав Бе. «Для цього ідеально підходять атомарно тонкі 2D-матеріали, і я та мої співробітники продовжуватимемо вдосконалювати цей матеріал, поки не зможемо остаточно об’єднати всі функціональні шари в одному чіпі».

Бае сказав, що ці пристрої також є більш гнучкими та функціональними, що робить їх придатними для більшої кількості застосувань.

«Від автономних транспортних засобів до медичної діагностики та центрів обробки даних — застосування цієї монолітної технології 3D-інтеграції потенційно безмежне», — сказав він. «Наприклад, сенсорні обчислення поєднують функції датчика та комп’ютера в одному пристрої, замість того, щоб датчик отримував інформацію, а потім передавав дані на комп’ютер. Це дозволяє нам отримувати сигнал і безпосередньо обчислювати дані, що призводить до швидшої обробки, меншого споживання енергії та підвищення безпеки, оскільки дані не передаються».

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 і Bae SH. Монолітна 3D-інтеграція електроніки на основі 2D-матеріалів для кінцевих комп’ютерних рішень. Природні матеріали. 27 листопада 2023 р. DOI: https://doi.org/10.1038/s41563-023-01704-z

Ця робота була підтримана Вашингтонським університетом у Сент-Луїсі та його Інститутом матеріалознавства та інженерії, Корейським інститутом науки та технологій, Національним дослідницьким фондом Кореї, Національним науковим фондом та SUPREME, одним із семи центрів JUMP 2.0 , програма Semiconductor Research Corp., спонсорована DARPA.

Спочатку опубліковано на веб-сайті інженерної школи МакКелві.

####

Для отримання додаткової інформації натисніть тут

Контакти:
Талія Огліоре
Вашингтонський університет у Сент-Луїсі
Офіс: 314-935-2919

Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.

Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.

Закладка: