Инженеры из Стэнфорда, Карнеги-Меллона, Пенсильванского университета и MIT совместно с американским производителем полупроводников SkyWater Technology разработали новый многослойный компьютерный чип. Он способен произвести революционный скачок в развитии аппаратного обеспечения для искусственного интеллекта и усилить инновации в сфере полупроводников, пишет ScienceDaily.
Новый дизайн отличается от традиционных плоских микросхем тем, что структура построена вертикально, наподобие многоэтажного здания. Компоненты размещены тонкими слоями друг над другом, а межслойные соединения обеспечивают быструю передачу огромных объемов данных аналогично множеству скоростных лифтов. Эта уникальная архитектура минимизирует задержки и обеспечивает значительно большую производительность по сравнению с обычными двумерными чипами благодаря близости блоков памяти и вычислительных модулей.
Хотя ранее ученые разрабатывали опытные образцы 3D-чипов в лабораторных условиях, нынешняя разработка стала первой успешной демонстрацией коммерческого производства подобного устройства. Авторы считают, что такое достижение открывает новые горизонты в производстве и исследованиях микросхем. Например, согласно подсчетам команды, новинка способна обеспечить тысячекратное увеличение производительности для будущих систем искусственного интеллекта.
Современные большие модели ИИ, включая ChatGPT и Claude, требуют постоянного переноса гигантских массивов данных между блоками памяти и вычислительными модулями. Однако традиционные плоские схемы сталкиваются с проблемами ограниченной емкости памяти и ограниченными путями передачи данных. Поскольку данные не успевают поступать вовремя, возникают серьезные задержки, препятствующие повышению эффективности.
Для решения проблемы инженеры десятилетиями уменьшали размер транзисторов, пытаясь поместить больше элементов на одном чипе. Тем не менее этот подход достиг физических пределов, известных как «стена миниатюризации». Новая технология решает ключевые проблемы путем вертикального размещения компонентов, позволяя многократно ускорить обмен информацией между различными уровнями структуры, словно лифты в небоскребе.
«Эти достижения важны не только с точки зрения производительности. Они открывают новые возможности для ускоренного внедрения инноваций, быстрой реакции на изменения и формирования будущего аппаратного обеспечения для искусственного интеллекта», — заключает Х.-С. Филип Вонг, профессор Стэнфордской школы инженерных наук и ведущий исследователь Северо-западного центра искусственного интеллекта.
Ранее физики заставили термодинамику работать в квантовом мире.