Ученые создали новый компьютерный чип, в котором элементы памяти и вычислительные блоки расположены вертикально. Это революционное решение позволит преодолеть основные ограничения существующих технологий искусственного интеллекта и значительно повысит эффективность обработки данных.
Инженеры из Стэнфорда, Карнеги-Меллона, Пенсильванского университета и MIT в сотрудничестве с американским производителем полупроводников SkyWater Technology создали новый многослойный компьютерный чип. Он способен произвести революционный прорыв в разработке аппаратного обеспечения для искусственного интеллекта и усилить новшества в области полупроводников, сообщает ScienceDaily.
Этот новый дизайн отличается от традиционных плоских микросхем тем, что структура построена вертикально, как многоэтажное здание. Компоненты располагаются тонкими слоями друг над другом, а межслойные соединения обеспечивают быструю передачу огромных объемов данных, подобно множеству скоростных лифтов. Такая уникальная архитектура минимизирует задержки и обеспечивает значительно более высокую производительность по сравнению с обычными двумерными чипами благодаря близости блоков памяти и вычислительных модулей.
Хотя ранее ученые создавали опытные образцы 3D-чипов в лабораторных условиях, нынешняя разработка стала первой успешной демонстрацией коммерческого производства подобного устройства. Авторы уверены, что данное достижение открывает новые горизонты в производстве и исследованиях микросхем. Например, по подсчетам команды, новинка может обеспечить тысячекратное увеличение производительности для будущих систем искусственного интеллекта.
Современные большие модели ИИ, такие как ChatGPT и Claude, требуют постоянной передачи огромных объемов данных между блоками памяти и вычислительными модулями. Однако традиционные плоские схемы сталкиваются с проблемами ограниченной емкости памяти и узкими путями передачи данных. В результате данные не успевают поступать вовремя, что приводит к серьезным задержкам и снижению эффективности.
Чтобы решить эту проблему, инженеры на протяжении десятилетий уменьшали размеры транзисторов, стремясь разместить больше элементов на одном чипе. Тем не менее, этот подход достиг своих физических пределов, известных как «стена миниатюризации». Новая технология решает ключевые задачи, размещая компоненты вертикально, что позволяет 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 адаптации к изменениям и формирования будущего аппаратного обеспечения для искусственного интеллекта», — подчеркивает Х.-С. Филип Вонг, профессор Стэнфордской школы инженерных наук и ведущий исследователь Северо-западного центра искусственного интеллекта.
Фото: hi-tech.mail.ru