Процесор с 2D транзистори не се нуждае от външна памет

Прототип на иновативния процесор, който работи без външна памет
(снимка: EPFL)

Швейцарски изследователи създадоха първия в света процесор, базиран на 2D транзистори, който не се нуждае от външна памет, а съхранява данните вътре в себе си. Това предполага по-високи скорости на обработка и по-малка консумация на енергия.

Класическата компютърна архитектура на фон Нойман вече се превърна в пречка за увеличаване на изчислителните възможности на компютрите. Вина за това има и обменът на данни между процесора и външната памет. Съхраняването на данни в процесора – където се обработват данните – би помогнало многократно да се намали консумацията на енергия от компютрите.

Първият такъв процесор за AI задачи е създаден в Швейцария. Чипът се базира на нови полупроводници, тънки колкото атом, а не на силиций. Разработката е дело на изследователи от École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL). Иновативният процесор е направен от 1024 транзистора на базата на молибденов дисулфид (MoS2).

Швейцарските учени не са първите, които обръщат внимание на този полупроводник. Слоят от молибденов дисулфид е с дебелина три атома и вече се е доказал в експериментални разработки като работен канал на транзистори. Експертите го разглеждат като графен в света на полупроводниците. Неговите характеристики и производствени методи са в много отношения подобни на работата с монокарбонови слоеве.

Изследователите от EPFL получиха първата си проба от MoS2 преди 13 години. Днес те вече могат да произвеждат цели пластини от молибденов дисулфид, от които е направен процесорен чип с площ от 1 см². И тъй като това е полупроводник, технологията за производство на процесора може да бъде внедрена в съществуващи фабрики, където вече се обработва силиций.

Всеки MoS2 транзистор в прототипа съдържа контролен плаващ гейт. Той е проектиран да съхранява данни и да контролира транзистора. Изчислителните данни остават в процесора за по-нататъшната обработка. Вече обработените данни не се изпращат навън и не се зареждат никъде. Просто се подава информация към входа на процесора за обработка, а на изхода се получава крайният резултат.

Представеният прототип на процесор с памет е проектиран да изпълнява една от основните операции за обработка на данни – векторно-матрично умножение. Тази операция се използва широко в цифровата обработка на сигнали и внедряването на модели с изкуствен интелект.

Очевидно е, че днес такива решения са на върха на търсенето. Според разработчиците, създавайки мащабен работещ прототип, те доказват възможността за прехвърляне на проекта от лабораторията във фабриките за масово производство.

Разработката е достигнала до своята реализация, благодарение на увеличеното финансиране от властите на Европейския съюз, който се стреми да върне на Европа титлата лидер на пазара за полупроводници, подчертават изследователите от EFPL.