Cipul de computer cu două capete de generația următoare combină operațiunile logice și stocarea datelor

Inginerii EPFL de generație următoare cu dublu cap Inginerii EPFL au dezvoltat un cip de computer care combină două funcții – operații logice și stocare a datelor – într-o singură arhitectură, deschizând calea pentru dispozitive mai eficiente. Tehnologia lor este deosebit de promițătoare pentru aplicațiile care se bazează pe inteligența artificială. Credit: EPFL / LANES 2020

Inginerii EPFL au dezvoltat un cip de computer care combină două funcții – operații logice și stocare de date – într-o singură arhitectură, deschizând calea pentru dispozitive mai eficiente.

Este o descoperire majoră în domeniul electronicii. Inginerii de la EPFL Electronics and Nanoscale Structures Laboratory (LANES) au dezvoltat un circuit de nouă generație care permite dispozitive mai mici, mai rapide și mai eficiente din punct de vedere energetic – ceea ce ar avea beneficii majore pentru sistemele de inteligență artificială. Tehnologia lor revoluționară este prima care folosește un material 2D pentru ceea ce se numește o arhitectură logică în memorie sau o singură arhitectură care combină operațiile logice cu o funcție de memorie. Descoperirile echipei de cercetare au fost publicate pe 4 noiembrie 2020 în Natură.

Până în prezent, eficiența energetică a cipurilor de computer a fost limitată de arhitectura von Neumann pe care o utilizează în prezent, unde procesarea și stocarea datelor au loc în două unități separate. Aceasta înseamnă că datele trebuie transferate continuu între două unități, folosind o cantitate considerabilă de timp și energie.

Combinând cele două unități într-o singură structură, inginerii pot reduce aceste pierderi. Aceasta este ideea din spatele noului cip dezvoltat în EPFL, deși merge cu un pas dincolo de dispozitivele logice existente în memorie. Cipul EPFL este fabricat de MoH2, care este un material 2D format dintr-un singur strat cu o grosime de doar trei atomi. Alsoshte este, de asemenea, un excelent semiconductor. Inginerii LANES au studiat deja proprietățile specifice MS2 acum câțiva ani, descoperind că este deosebit de potrivit pentru aplicații electronice. Acum echipa a dus acea cercetare inițială mai departe pentru a-și crea tehnologia de nouă generație.

Cipul EPFL se bazează pe tranzistoare cu efect de câmp cu poartă plutitoare (FGFET). Avantajul acestor tranzistori este că pot ține încărcături electrice pentru perioade lungi de timp; sunt utilizate în mod obișnuit în sistemele de memorie flash pentru camere, smartphone-uri și computere. Proprietăți electrice speciale ale MS2 faceți-l deosebit de sensibil la încărcările stocate în FGFET, ceea ce a permis inginerilor LANES să creeze circuite care funcționează ca unități de stocare a memoriei, precum și tranzistori programabili. Folosind MoH2, au reușit să includă mai multe funcții de procesare într-un singur circuit și apoi să le modifice după dorință.

Expertiză aprofundată

„Această abilitate pentru circuite de a îndeplini două funcții este similară cu modul în care funcționează creierul uman, unde neuronii sunt implicați în stocarea amintirilor și efectuarea calculelor mentale”, spune Andras Kis, șeful LANES. „Proiectarea circuitului nostru are mai multe avantaje. Poate reduce pierderea de energie asociată cu transferul de date între unitățile de memorie și procesoare, poate scurta timpul necesar operațiunilor de calcul și poate reduce cantitatea de spațiu necesară. „Aceasta deschide ușa către dispozitive mai mici, mai puternice și mai eficiente din punct de vedere energetic.”

Echipa de cercetare LANES a câștigat, de asemenea, o experiență aprofundată în fabricarea circuitelor din materiale 2D. „Am realizat primul nostru cip acum zece ani manual,” spune Kis. “Dar am dezvoltat un proces avansat de fabricare care ne permite să realizăm 80 sau mai multe jetoane într-o singură execuție, cu proprietăți bine controlate.”

Referință: „Logică în memorie bazată pe un semiconductor atomic subțire” de Guilherme Migliato Marega, Yanfei Zhao, Ahmet Avsar, Zhenyu Wang, Mukesh Tripathi, Aleksandra Radenovic și Andras Kis, 4 noiembrie 2020, Natură.
DOI: 10.1038 / s41586-020-2861-0

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.