Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта

Многофункциональные компьютерные чипы эволюционировали, чтобы делать больше благодаря встроенным датчикам, процессорам, памяти и другим специализированным компонентам. Однако по мере расширения чипов увеличивается и время, необходимое для перемещения информации между функциональными компонентами.

Подумайте об этом, как о строительстве дома, — говорит Санг-Хун Бэ, доцент кафедры машиностроения и материаловедения в Школе инженеров Маккелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе.

Вы строите дом по бокам и по вертикали, чтобы получить больше функций, больше места для более специализированной деятельности, но при этом вам приходится тратить больше времени на перемещение или общение между комнатами.

Чтобы решить эту проблему, Бэ и группа международных коллег, включая исследователей из Массачусетского технологического института, Университета Йонсей, Университета Инха, Технологического института Джорджии и Университета Нотр-Дам, продемонстрировали монолитную 3D-интеграцию слоистых 2D-материалов в новое аппаратное обеспечение для вычислений в области искусственного интеллекта (ИИ). По их мнению, их новый подход не только обеспечит решение на уровне материала для полной интеграции множества функций в один небольшой электронный чип, но и проложит путь к продвинутым вычислениям ИИ.

Работа была опубликована 27 ноября в журнале Nature Materials, где она была выбрана в качестве статьи на обложке.

Созданный командой монолитный 3D-интегрированный чип имеет преимущества перед существующими компьютерными чипами с боковой интеграцией. Устройство содержит шесть атомарно тонких 2D-слоев, каждый из которых выполняет свою функцию, и позволяет значительно сократить время обработки данных, энергопотребление, время ожидания и занимаемую площадь. Это достигается за счет плотной упаковки вычислительных слоев, обеспечивающей плотное межслойное взаимодействие. В результате аппаратное обеспечение обеспечивает беспрецедентную эффективность и производительность при выполнении вычислительных задач, связанных с искусственным интеллектом.

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

Монолитная 3D-интеграция способна изменить всю электронную и вычислительную индустрию, позволив создавать более компактные, мощные и энергоэффективные устройства, — говорит Бэ.

Атомарно тонкие 2D-материалы идеально подходят для этого, и мы с коллегами будем продолжать совершенствовать этот материал, пока в конечном итоге не сможем интегрировать все функциональные слои в один чип.

По словам Бэ, эти устройства также более гибкие и функциональные, что делает их пригодными для более широкого применения.

От автономных транспортных средств до медицинской диагностики и центров обработки данных — области применения этой монолитной технологии 3D-интеграции потенциально безграничны, — заключает он.

Например, технология in-sensor computing объединяет функции датчика и компьютера в одном устройстве, вместо того чтобы датчик получал информацию, а затем передавал ее в компьютер. Это позволяет нам получать сигнал и напрямую вычислять данные, что приводит к ускорению обработки, снижению энергопотребления и повышению безопасности, поскольку данные не передаются.

30.11.2023


Подписаться в Telegram



Net&IT

Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр

В сериале Звездный путь: Следующее поколение к...

Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений
Physical Review X: Сеть квантовых датчиков повышает точность измерений

Квантовые системы, используемые в квантов...

Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек
Scientific Reports: ИИ показал больший творческий потенциал, чем человек

Еще один балл в пользу искусственного инт...

Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее

Несколько лет назад исследователи Массачу...

Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам
Ученые приблизились к более легким и гибким оптоэлектронным устройствам

Органические оптоэлектронные устройства, такие...

PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить
PNAS Nexus: ИИ пока еще далеко до человеческих способностей мыслить

Атанасиос С. Фокас рассматривает актуальный во...

Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания
Nature: ИИ генерирует белки с исключительной прочностью связывания

В новом исследовании, опубликованном 18 декабр...

Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей
Nature Computational Science: ИИ может предсказывать события в жизни людей

Искусственный интеллект, разработанный для&nbs...

Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности
Nature Electronics: Изменение памяти дает новые вычислительные возможности

Ученые Рочестерского университета разработали ...

Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта
Nature: 2D-материал изменяет форму 3D-электроники для искусственного интеллекта

Многофункциональные компьютерные чипы эволюцио...

Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»
Началась регистрация на конкурс «Битва искусственных интеллектов»

Стартовал отборочный этап Международного техно...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
ESA: Первые снимки Евклида показали миллиарды осиротевших звезд
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
NatMat: Ученые из университета Райса нашли отличную альтернативу ферроэлектрикам
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Current Biology: Исследование брачного поведения показывает эволюцию влечения
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
Child Development: Отношения с матерью влияют на умение дружить и растить детей
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
BioDesign Research: Для производства каротиноидов разработали специальные дрожжи
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
Scientific Reports: Реакция на происходящее влияет на понимание будущих событий
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит
New Media & Society: Геймеры находят оправдание смурфингу, хотя он их и бесит

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ выяснили, что заболевания ЦНС за последние 30 лет вышли на первое место по влиянию на здоровье населения
Физики СПбГУ и Института проблем машиноведения РАН улучшили ударопрочные характеристики нержавеющей стали
КВЗ принимает заявки на целевое обучение в проект «Крылья Ростеха»
В Петербурге снизилось количество разрушающих озоновый слой газов
Ученые СПбГУ разработали метод, увеличивающий эффективность добычи углеводородов