Các nhà nghiên cứu đã phát triển chip điện áp cực thấp (0,6 volt) cho thiết bị AI và IoT
Khi logic và bộ nhớ hoạt động ở cùng một điện áp cực thấp, việc truyền dữ liệu trở nên liền mạch, cho thấy hiệu quả mới trong các mô hình AI, thiết bị biên và thiết bị điện tử đeo được.
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Bắc Kinh đã phát triển một bóng bán dẫn sắt điện cổng nano hoạt động ở điện áp cực thấp 0,6 volt.Thiết kế này thu nhỏ kích thước vật lý của cổng xuống chỉ còn 1 nanomet và đưa ra giải pháp giảm mức tiêu thụ năng lượng trong các hệ thống bán dẫn tiên tiến.
Các chip logic truyền thống hoạt động ở điện áp khoảng 0,7 volt để tiết kiệm năng lượng, trong khi các bộ nhớ ổn định chính thống như flash NAND yêu cầu điện áp cao hơn cho hoạt động ghi.Sự khác biệt này trước đây đòi hỏi phải có các mạch tăng hoặc giảm điện áp phức tạp, làm tăng mức tiêu thụ điện năng, lãng phí không gian và tạo ra tắc nghẽn truyền dữ liệu giữa các đơn vị logic và bộ nhớ.
Các bóng bán dẫn cổng nano mới được thiết kế để tương thích điện áp với cả thiết bị bộ nhớ và logic.Bằng cách cho phép truyền dữ liệu ở cùng mức điện áp thấp, kiến trúc này sẽ loại bỏ các rào cản và giảm tổn thất năng lượng, giải quyết hạn chế lớn trong chip AI, nơi 60 đến 90% năng lượng thường được sử dụng cho việc di chuyển dữ liệu thay vì tính toán.
Những người đánh giá lưu ý rằng các thiết bị này thể hiện hiệu suất bộ nhớ mạnh mẽ và nguyên lý vật lý cơ bản là phổ quát, khiến nó có thể áp dụng được cho các vật liệu sắt điện phổ thông.Công nghệ này cũng có thể được sản xuất bằng quy trình công nghiệp tiêu chuẩn, làm nổi bật khả năng tương thích của nó với sản xuất quy mô lớn.
Các ứng dụng cho sự phát triển này bao gồm suy luận tốc độ cao trong các mô hình AI lớn, trí thông minh biên, thiết bị điện tử có thể đeo và thiết bị Internet of Things, trong đó mức tiêu thụ điện năng thấp là rất quan trọng.Cách tiếp cận này có thể giúp cải thiện cả hiệu quả tính toán và tính bền vững về năng lượng trong các sản phẩm bán dẫn trong tương lai.
Qiu Chenguang, Nhà nghiên cứu cấp cao tại Đại học Bắc Kinh, cho biết: "Phát hiện của chúng tôi giải quyết được thách thức về sự không tương thích điện áp giữa bộ nhớ và logic. Giờ đây, dữ liệu có thể được truyền ở điện áp thấp với mức tiêu thụ năng lượng tối thiểu để tương tác tốc độ cao".
