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

App.System Innovation: Управлять умными колонками оказалось слишком сложно
App.System Innovation: Управлять умными колонками оказалось слишком сложно

Благодаря удобству и возможности управлят...

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

Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
В ПИШ КАИ создали «мост» к цифровому двойнику композитных преформ
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Energy: Создана мембрана для удаления CO2, работающая на влажности
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRC: Ядерная структура титана-48 меняется при наблюдении с разного расстояния
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
PRSBBS: Несколько видов муравьев выработали одинаковые отношения с деревьями
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
Кристаллографы СПбГУ раскрыли структуру минерала, открытого более 70 лет назад
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
В МТУСИ разработали систему отслеживания модели человека во время фитнеса
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Студенты СевГУ предложили способ найти сбежавшую собаку при помощи спутника
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Московский Политех открывает «Книгу будущего» для развития инновационных изданий
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Эффективность светодиодов для дополненной реальности выросла вдвое
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов
Nature Physics: Новый коллайдер стал ближе с технологией маршалинга мюонов

Новости компаний, релизы

Московский вуз готовит профессионалов для защиты учебных заведений
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
Московский Политех и ведущие российские компании запускают 79 практико-ориентированных образовательных программ
Студенты Университета МИСИС выиграли 2.8 млн рублей в хакатоне «Лидеры цифровой трансформации»
U-NOVUS 2024: технологическое развитие России немыслимо без университетов и инвестиций бизнеса в техпред