Naukowcy opracowali chipy o ultraniskim napięciu (0,6 V) do urządzeń AI i IoT
Kiedy logika i pamięć działają przy tym samym ultraniskim napięciu, transfer danych staje się płynny, co wskazuje na nową wydajność modeli AI, urządzeń brzegowych i elektroniki użytkowej.
Zespół naukowców z Uniwersytetu w Pekinie opracował ferroelektryczny tranzystor z nanobramką, który działa przy ultraniskim napięciu 0,6 wolta.Konstrukcja zmniejsza fizyczny rozmiar bramki do zaledwie 1 nanometra i umożliwia zmniejszenie zużycia energii w zaawansowanych układach półprzewodnikowych.
Tradycyjne układy logiczne działają przy napięciu około 0,7 V, aby zapewnić efektywność energetyczną, podczas gdy główne pamięci nieulotne, takie jak pamięć flash NAND, wymagają wyższych napięć do operacji zapisu.Ta rozbieżność wymagała wcześniej stosowania skomplikowanych obwodów zwiększających lub obniżających napięcie, co zwiększało zużycie energii, marnowało miejsce i tworzyło wąskie gardła w transferze danych pomiędzy jednostkami logicznymi i pamięcią.
Nowe tranzystory nanobramkowe zaprojektowano tak, aby były kompatybilne napięciowo zarówno z urządzeniami pamięciowymi, jak i logicznymi.Umożliwiając przesyłanie danych przy tym samym niskim napięciu, architektura eliminuje bariery i zmniejsza straty energii, eliminując główne ograniczenie chipów AI, w których od 60 do 90 procent mocy często zużywa się na przesyłanie danych, a nie na obliczenia.
Recenzenci zauważają, że urządzenia charakteryzują się dużą wydajnością pamięci i że leżąca u ich podstaw zasada fizyczna jest uniwersalna, dzięki czemu można je zastosować w przypadku popularnych materiałów ferroelektrycznych.Technologia ta może być również wytwarzana przy użyciu standardowych procesów przemysłowych, co podkreśla jej kompatybilność z produkcją na dużą skalę.
Zastosowania tego rozwoju obejmują szybkie wnioskowanie w dużych modelach sztucznej inteligencji, inteligencję brzegową, elektronikę do noszenia i urządzenia Internetu rzeczy, gdzie kluczowe znaczenie ma niskie zużycie energii.Podejście to może pomóc w poprawie zarówno wydajności obliczeniowej, jak i zrównoważenia energetycznego przyszłych produktów półprzewodnikowych.
Qiu Chenguang, starszy badacz na Uniwersytecie w Pekinie, powiedział: „Nasze odkrycia rozwiązują problem niezgodności napięcia między pamięcią a logiką. Dane można teraz przesyłać przy niskim napięciu przy minimalnym zużyciu energii w celu zapewnienia szybkiej interakcji”.
