Исследователи используют 2D-материалы для реконфигурации 3D-электроники устройств искусственного интеллекта.

Многофункциональные компьютерные чипы эволюционировали, чтобы иметь возможность делать больше с интегрированными датчиками, процессорами, памятью и другими специализированными компонентами. Однако по мере расширения чипов время, необходимое для передачи информации между функциональными компонентами, также увеличивалось.

«Думайте об этом как о строительстве дома», — сказал Сан Хун Бэ, доцент кафедры машиностроения и материаловедения Инженерной школы МакКелви Вашингтонского университета в Сент-Луисе. «Вы строите горизонтально и вертикально, чтобы иметь больше функциональности, больше места для выполнения более специализированных действий, но тогда вам приходится тратить больше времени на перемещение или общение между комнатами».

Чтобы решить эту проблему, Бай и группа международных сотрудников, в том числе исследователи из Массачусетского технологического института, Университета Йонсей, Университета Инха, Технологического института Джорджии и Университета Нотр-Дам, продемонстрировали монолитную 3D-интеграцию слоистых 2D-материалов в новой обработке искусственного интеллекта и вычислительные устройства (ИИ).

Они предполагают, что их новый подход не только предоставит решение на физическом уровне для полной интеграции множества функций в один небольшой электронный чип, но также проложит путь к передовым вычислениям с искусственным интеллектом. Это была их работа опубликовано 27 ноября Природные материалыОна была выбрана в качестве статьи на обложке.

Монолитный чип 3D-панели имеет преимущества перед существующими горизонтально интегрированными компьютерными чипами. Устройство содержит шесть атомарно тонких 2D-слоев, каждый со своей функцией, и обеспечивает значительное сокращение времени обработки, энергопотребления, задержек и занимаемой площади. Это достигается за счет плотной упаковки отверждаемых слоев, обеспечивающей плотный контакт между слоями. В результате устройства обеспечивают беспрецедентную эффективность и производительность в вычислительных задачах искусственного интеллекта.

Это открытие предлагает новое решение для интеграции электроники, а также открывает дверь в новую эру многофункциональных вычислительных устройств. По словам Бай, благодаря абсолютному параллелизму в своей основе эта технология может значительно расширить возможности систем искусственного интеллекта, позволяя им решать сложные задачи с молниеносной скоростью и исключительной точностью.

«Монолитная 3D-интеграция потенциально может изменить всю индустрию электроники и вычислений, позволяя разрабатывать более компактные, мощные и энергоэффективные устройства», — сказал Бай. «Атомно тонкие 2D-материалы идеально подходят для этой цели, и мы с коллегами продолжим совершенствовать этот материал, пока в конечном итоге не сможем интегрировать все функциональные слои в один чип».

Эти устройства также более гибкие и практичные, что делает их пригодными для большего числа применений, сказал Бай.

«От автономных транспортных средств до медицинской диагностики и центров обработки данных — возможности применения монолитной технологии 3D-интеграции потенциально безграничны», — сказал он. «Например, внутрисенсорные вычисления объединяют функции датчика и компьютера в одном устройстве, вместо того, чтобы датчик получал информацию и затем передавал данные на компьютер. Это позволяет нам получать сигнал и вычислять данные, непосредственно приводя к результату. более быстрая обработка, меньшее энергопотребление и повышенная безопасность». Потому что данные не передаются».