Изследователи в Китай създадоха транзистор с ултраниска консумация на енергия

Китайски изследователи са разработили най-малкия в света транзистор с изключително ниска консумация на енергия - постижение, което може да има сериозно значение за бъдещето на полупроводниковата индустрия и изкуствения интелект, предаде Синхуа. Резултатите от изследването са публикувани в научното списание Science Advances.
В съвременното производство на чипове логическите елементи, които извършват изчисленията, вече работят при много ниско напрежение от около 0,7 волта, за да бъдат по-енергийно ефективни. Паметта обаче, включително широко използваната NAND флаш памет, доскоро изискваше значително по-високо напрежение от 5 волта или повече за запис на информация. Това разминаване налага използването на допълнителни схеми за преобразуване на напрежението, което увеличава консумацията на енергия, заема повече пространство върху чипа и затруднява бързия обмен на данни между паметта и процесора.
Проблемът е особено осезаем при чиповете за изкуствен интелект (ИИ), където между 60 и 90 процента от общата консумация на енергия се изразходва не за самите изчисления, а за прехвърляне на данни между различните компоненти. Това се превръща в едно от основните ограничения пред по-нататъшното повишаване на производителността и енергийната ефективност на ИИ системите, пояснява Синхуа.
Екипът от Пекински университет, ръководен от изследователите Цю Чънгуан и Пън Лянмао, е разработил нови фероелектрични транзистори, които работят при напрежение от едва 0,6 волта. Фероелектричният транзистор е вид транзистор, който използва специален материал - фероелектрик - за да съхранява информация и едновременно с това да управлява електрическия ток.
Освен това учените са успели да намалят физическия размер на управляващия елемент, наречен гейт, до само 1 нанометър. Според Science Advances, новите устройства демонстрират отлични характеристики и за първи път постигат съвместимост по напрежение между фероелектричната памет и логическите транзистори.
На практика това означава, че данните могат да се прехвърлят между паметта и изчислителните устройства при едно и също ниско напрежение, без необходимост от допълнителни преобразуватели и с минимални енергийни загуби. Според авторите принципът на технологията е универсален и може да бъде приложен към широко използвани фероелектрични материали, като същевременно е съвместим със стандартно използваните днес индустриални производствени процеси.
Очаква се подобни технологични решения в бъдеще да намерят приложение в системите за работа с големи модели на ИИ, в периферни устройства, преносима електроника и технологии от типа на Интернет на нещата (IoT), където ниската консумация на енергия е от ключово значение, пише още Синхуа.