Речь идет о сегнетоэлектрических полевых транзисторах (FeFET) — революционной технологии, имитирующей энергоэффективные принципы работы мозга человека без ущерба для скорости обработки данных.
Современные полупроводниковые чипы подарили миру глобальное общение, онлайн-игры и суперкомпьютеры. Однако стремительный рост искусственного интеллекта и квантовых вычислений обнажил ключевые ограничения кремниевых систем: чрезмерное энергопотребление и тепловыделение при обработке огромных массивов информации.
Традиционные микросхемы вынуждены разделять память и вычислительные модули. Перемещение данных между ними при сложных операциях тратит драгоценное время и увеличивает запрос на электроэнергию.
Рост задач ИИ вынуждает создавать всё более мощные и крупные процессоры. Прекрасной альтернативой служит архитектура, совмещающая функции хранения и обработки данных в едином узле по аналогии с нейронами мозга — это открывает путь к компактным и "умным" устройствам.
Уже давно FeFET рассматриваются как ключевые элементы для таких мозгоподобных чипов. Препятствием служила их прожорливость: запись данных требовала почти вдвое больше напряжения (~1.5 вольт) по сравнению с логическими схемами (~0.7 вольт).
Ученые под руководством Цю Чэнгуана (Пекинский университет) и Пэн Ляньмао (Китайская академия наук) создали инновационный дизайн транзистора, преодолевший этот барьер благодаря наномасштабной инженерии.
Исследователям удалось миниатюризировать управляющий электрод до рекордных размеров — всего один нанометр!
Обновленная архитектура генерирует необходимое электрическое поле в сегнетоэлектрическом слое при напряжении всего 0.6 вольта. Это сократило потребление энергии новым нанотранзистором в десять раз в сравнении с классическими FeFET. Устройство демонстрирует выдающуюся скорость отклика — всего 1.6 наносекунды.
Комбинация микроскопических габаритов, высокой производительности и феноменальной энергоэффективности делает разработку китайских ученых ключевым прорывом для аппаратного обеспечения следующего поколения ИИ.
Пекинский университет уже оформил патенты на конструкцию и производство этих чипов. Технология обещает не только экологичные дата-центры и суперпроизводительные процессоры, но и открывает реальную перспективу создания микросхем с элементами размером менее одного нанометра.
Источник: naked-science.ru