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(noticias nanowerk) Los chips de computadora multifuncionales han evolucionado para funcionar más con sensores, procesadores, memoria y otros componentes especializados integrados. Sin embargo, a medida que los chips se han expandido, también ha aumentado el tiempo necesario para transferir información entre componentes funcionales.
«Piense en ello como construir una casa», dijo Sang-Hoon Bae, profesor asistente de ingeniería mecánica y ciencia de materiales en la Escuela de Ingeniería McKelvey de la Universidad de Washington en St. Louis. «Te expandes lateral y verticalmente para obtener más funciones y más espacio para actividades más especializadas, pero luego tienes que dedicar más tiempo a moverte entre espacios o comunicarte».
Para abordar este desafío, Bae y un equipo de colaboradores internacionales, incluidos investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts, la Universidad de Yonsei, la Universidad de Inha, el Instituto de Tecnología de Georgia y la Universidad de Notre Dame, demostraron la integración 3D monolítica de material 2D en capas en un procesamiento novedoso. Hardware para el procesamiento de datos de inteligencia artificial (IA). Esperan que su nuevo enfoque no sólo proporcione una solución a nivel material para integrar completamente muchas funciones en un único chip electrónico pequeño, sino que también allane el camino para la informática avanzada de IA.
![Representación esquemática de un sistema informático de vanguardia basado en electrónica monolítica basada en materiales 2D integrada en 3D](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/id64152_1.jpg)
Su trabajo ha sido publicado en Materiales naturales (“Integración monolítica 3D de electrónica basada en materiales 2D hacia la solución informática de vanguardia definitiva”), donde fue seleccionado como artículo de portada.
El chip monolítico integrado 3D del equipo ofrece ventajas sobre los chips de computadora integrados lateralmente existentes. El dispositivo contiene seis capas 2D atómicamente delgadas, cada una con su propia función, y logra una reducción significativa del tiempo de procesamiento, el consumo de energía, la latencia y los requisitos de espacio. Esto se logra empaquetando densamente las capas de procesamiento para garantizar una conectividad densa entre las capas. Como resultado, el hardware ofrece una eficiencia y un rendimiento sin precedentes en las tareas informáticas de IA.
Este descubrimiento ofrece una solución novedosa para la integración de la electrónica y también abre la puerta a una nueva era de hardware informático multifuncional. Con el paralelismo definitivo en su núcleo, esta tecnología podría ampliar drásticamente las capacidades de los sistemas de inteligencia artificial, permitiéndoles abordar tareas complejas a la velocidad del rayo y con una precisión excepcional, dijo Bae.
«La integración 3D monolítica tiene el potencial de remodelar toda la industria electrónica e informática al permitir el desarrollo de dispositivos más compactos, potentes y energéticamente eficientes», dijo Bae. «Los materiales 2D de espesor atómico son ideales para esto, y mis colaboradores y yo continuaremos mejorando este material hasta que finalmente podamos integrar todas las capas funcionales en un solo chip».
Bae dijo que estos dispositivos también son más flexibles y funcionales, lo que los hace adecuados para más aplicaciones.
«Desde vehículos autónomos hasta diagnósticos médicos y centros de datos, los usos de esta tecnología monolítica de integración 3D son potencialmente ilimitados», dijo. “Por ejemplo, la computación en sensor combina funciones de sensor y computadora en un solo dispositivo, en lugar de que un sensor reciba información y luego la transmita a una computadora. Esto nos permite recibir una señal y calcular datos directamente, lo que resulta en un procesamiento más rápido, menos consumo de energía y mayor seguridad ya que no se transmiten datos”.
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