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

Plant Phenomics: Как технологии помогают фермерам сохранить урожай риса
Plant Phenomics: Как технологии помогают фермерам сохранить урожай риса

Благодаря новым технологиям искусственный инте...

Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными

Программу для управления техникой, котора...

Студенты ТИСБИ разработали проект онлайн-платформы для геймеров
Студенты ТИСБИ разработали проект онлайн-платформы для геймеров

Студенты Университета управления ТИСБИ в ...

Nature: Созданные ИИ тексты будут размечаться водяными знаками
Nature: Созданные ИИ тексты будут размечаться водяными знаками

Исследователи из лондонской лаборатории G...

Российская игра о наполеоновских войнах станет бесплатной
Российская игра о наполеоновских войнах станет бесплатной

У российской аудитории растет интерес к в

В НГУ запустили пилотный кластер суперкомпьютерного центра «Лаврентьев»
В НГУ запустили пилотный кластер суперкомпьютерного центра «Лаврентьев»

В Новосибирском государственном университете з...

Эксперты МИФИ объяснили решение Microsoft и Google о мирном атоме
Эксперты МИФИ объяснили решение Microsoft и Google о мирном атоме

Технологические корпорации всё чаще обращ...

HB&ET: Пожилые чаще молодых относятся к ИИ как к кому-то живому
HB&ET: Пожилые чаще молодых относятся к ИИ как к кому-то живому

В исследовании Имперского колледжа Лондона люд...

В МФТИ создали ПО для нефтяников и золотодобытчиков
В МФТИ создали ПО для нефтяников и золотодобытчиков

Сотрудники МФТИ предложили цифровое решение, к...

Студенты КНИТУ создали двуязычного ИИ-бота для туристов
Студенты КНИТУ создали двуязычного ИИ-бота для туристов

Студенты КНИТУ создали туристического бота с&n...

ACS Photonics: Разработаны улучшенные очки дополненной реальности
ACS Photonics: Разработаны улучшенные очки дополненной реальности

Дополненная реальность накладывает цифровые из...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Phys.org: Ученые обнаружили 719 новых галактик в Великом аттракторе
Phys.org: Ученые обнаружили 719 новых галактик в Великом аттракторе
PNAS: Создан реактор для безопасной добычи лития из соляных растворов
PNAS: Создан реактор для безопасной добычи лития из соляных растворов
IFLScience: Червь, которого ученые не видели с 1956 года, был у всех на виду
IFLScience: Червь, которого ученые не видели с 1956 года, был у всех на виду
ИИ помог восстановить 3d барельефа буддийского храма по фото 134-летней давности
ИИ помог восстановить 3d барельефа буддийского храма по фото 134-летней давности
Ректор НИЯУ МИФИ призвал вузы запускать бизнес
Ректор НИЯУ МИФИ призвал вузы запускать бизнес
Nature Nanotechnology: Новый материал охлаждает на 72% лучше любых термопаст
Nature Nanotechnology: Новый материал охлаждает на 72% лучше любых термопаст
Health Communication: Как правильно общаться с людьми с диагнозом Альцгеймера
Health Communication: Как правильно общаться с людьми с диагнозом Альцгеймера
Nature: Ученые исследуют строение ядер химических элементов с помощью лазеров
Nature: Ученые исследуют строение ядер химических элементов с помощью лазеров
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
Zoolinnean: Ученые открыли новый вид геккона со сросшимися костями
New Atlas: Башня RainStream сможет спасти город от пожара
New Atlas: Башня RainStream сможет спасти город от пожара
Phys.org: Космический мусор защитит будущие миссии на Луну и Марс от радиации
Phys.org: Космический мусор защитит будущие миссии на Луну и Марс от радиации
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Current Biology: Ученые придумали, как отпугивать акул от серфингистов
Школьники создали для музея бота-проводника по коммуналкам и книгам Булгакова
Школьники создали для музея бота-проводника по коммуналкам и книгам Булгакова
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
PeerJ: Выяснилось, как хищники справляются, когда остаются без зубов
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными
Челябинские ученые сделают коммунальные машины автономными

Новости компаний, релизы

На старт! Внимание! MITEX!
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
«Неделя без турникетов» проходит на предприятиях «Вертолетов России»
Как человек проживает смерть родных