Új rétegezett chiptechnológia forradalmasíthatja az AI hardvereket
A számítástechnikai ipar határához érkezett, amikor a tranzisztorok számának növeléséről van szó, amelyeket egy számítógépes chip felületére lehet helyezni. A gyártók most a rétegezésre összpontosítanak, ahelyett, hogy egyre kisebb tranzisztorokat próbálnának elhelyezni egyetlen felületen. Ezzel a megközelítéssel a chipek több tranzisztoros és félvezető elemet tartalmazó rétegeket építhetnek fel, mintha egy földszintes házat magasépületre alakítanának.
Ez a multilayer chip sokkal nagyobb adatmennyiséget tud kezelni, és sokkal komplexebb funkciókat képes ellátni, mint a mai elektronikai eszközök. Azonban jelentős akadályt jelent, hogy a chipek alapjául szolgáló platformok jelenleg bulk szilícium waferek, amelyek nem teszik lehetővé a gyors kommunikációt a rétegek között.
A Massachusetts Institute of Technology (MIT) mérnökei most megtalálták a megoldást erre a problémára. Az új módszer lehetővé teszi multilayer chip tervezését, amely nem igényel szilícium wafer alapokat, és alacsony hőmérsékleten működik, megőrizve az alsó réteg áramköreit.
A Nature folyóiratban megjelent tanulmányukban a kutatók arról számoltak be, hogy az új módszerrel olyan multilayer chipet készítettek, amelyben váltakozó rétegek találhatók, közvetlenül egymásra növesztve. Ez a technika lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy magas teljesítményű tranzisztorokat és memóriaelemeket építsenek bármilyen véletlenszerű kristályos felületre.
A kutatók szerint az új módszer a mesterséges intelligencia hardverek, például laptopok vagy viselhető eszközök számára is alkalmazható, amelyek sebessége és teljesítménye a mai szuperszámítógépekéhez hasonló lehet.
Jeehwan Kim, az MIT gépészmérnöki tanszékének docense, a tanulmány egyik szerzője elmondta: „Ez az áttörés hatalmas potenciált nyit meg a félvezető ipar számára, lehetővé téve a chipek rétegezését a hagyományos korlátok nélkül.” A kutatás célja, hogy jelentős mértékben növelje a számítási teljesítményt az AI, logikai és memóriaalkalmazások számára.
Kim csapatának korábbi munkájában már kifejlesztettek egy módszert, amely lehetővé tette magasan minőségi félvezető anyagok növesztését amorf felületeken, ugyanúgy, mint a félvezető áramkörök változatos topográfiáján a kész chipeken. A kifejlesztett anyag a tranzíciós fém-dikalkogenidek (TMD-k) nevű 2D anyag, amely ígéretes utódja a szilíciumnak a kisebb, nagy teljesítményű tranzisztorok gyártásában.
A kutatók megoldása nemcsak a 3D logikai chipek előállítását teszi lehetővé, hanem a 3D memóriát és ezek kombinációit is. „A hagyományos 3D chipeket szilícium waferek közé építették, ami korlátozza a rétegek számát és a vertikális illeszkedés felbontását. Az új módszerünk egyszerre orvosolja ezeket a problémákat,” tette hozzá Kiseok Kim, a tanulmány első szerzője.
Az új technológia kereskedelmi forgalmazásának érdekében Kim nemrég megalapította az FS2 (Future Semiconductor 2D materials) nevű céget, amelynek célja a professzionális AI chip műveletek bemutatása.
Érdekesség: Az AI technológia fejlődése lehetővé teszi, hogy a jövőben a gépek képesek legyenek önállóan tanulni és döntéseket hozni, ami forradalmasíthatja a mindennapi életünket és számos iparágat.
Források: MIT, Nature, Samsung Advanced Institute of Technology
