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在芯片上筑起“高樓” 電子堆疊新技術或將為AI硬件帶去新可能
2024年12月19日 10:48:29
來源：化工儀器網 作者：小王 點擊量：4785
芯片是計算機產業(yè)的核心部件，其性能直接決定了計算機系統(tǒng)的性能。而一般情況下，采用算力來量化芯片的性能。隨著近年來芯片技術的不斷進步，芯片算力不斷提升的同時，能效比等關鍵指標也得到了顯著的進步。并且在整體設計上，芯片性能提升的同時，體積也得到了一定程度的控制，為電子設備的生產提供了重要的基礎。
【化工儀器網 行業(yè)百態(tài)】芯片是計算機產業(yè)的核心部件，其性能直接決定了計算機系統(tǒng)的性能。而一般情況下，采用算力來量化芯片的性能。隨著近年來芯片技術的不斷進步，芯片算力不斷提升的同時，能效比等關鍵指標也得到了顯著的進步。并且在整體設計上，芯片性能提升的同時，體積也得到了一定程度的控制，為電子設備的生產提供了重要的基礎。
然而，無論是算力還是整體體積控制，都是基于芯片表面容納晶體管的能力。時至今日，計算機芯片表面容納晶體管數(shù)量已經接近物理極限，這也就意味著，再繼續(xù)依賴傳統(tǒng)工藝，在保證體積控制的前提下，芯片算力已經很難得到巨大提升。這也間接成為了限制計算機產業(yè)發(fā)展的一個瓶頸。尤其是在AI技術嚴重依賴芯片算力的今天，這一瓶頸帶來的影響其實非常巨大。也正因如此，如何在芯片性能上獲得提升，成為了該領域研究的一個熱點。近日，美國麻省理工學院團隊介紹了一種創(chuàng)新的電子堆疊技術，這種技術或將給芯片設計帶去全新可能，并推動AI硬件高效發(fā)展。
據(jù)悉，該電子堆疊技術是在芯片上探索垂直擴展的一次成功嘗試。其本質是通過堆疊晶體管和半導體元件來實現(xiàn)單個芯片上晶體管數(shù)量，從而增強其性能。然而為了實現(xiàn)這一點，該技術其實解決了非常多的基礎難題。
例如，傳統(tǒng)芯片采用硅片作為半導體元件生長的主要支撐平臺，這種結構在單層的時候不會有什么問題，但是當需要設計多層結構時，硅片的體積劣勢就會體現(xiàn)出來，多層硅帶來的厚度不但影響了芯片設計靈活性，還會限制不同功能層之間的通信效率，本末倒置。
為此，設計團隊改變了思路，提出了一種在足夠低的溫度下構建芯片方法。這種方法采用由過渡金屬二硫屬元素化物組成的單晶溝道材料，來保護電子元件，摒棄了對硅基板的依賴，允許高性能晶體管、內存以及邏輯元件在任何隨機晶體表面構建。并且功能層之間接觸更加直接，因此層間通信質量與速度均能夠得到保障，芯片的體積由得到了合理的控制。
盡管，從生產成本的角度考慮，該技術普及還需要一段時間，但是這項技術的出現(xiàn)卻給計算機產業(yè)的發(fā)展打開了新的方向。尤其是在如今越來越多的設備開始引入AI，AI對于計算機算力的需求日漸提升的趨勢下，該技術投入到生產后，很大概率會沖擊到未來AI硬件的性能?；蛟S在不遠的將來，我們手中的小型計算機設備，也能因此，獲得不亞于如今大型計算機的性能，推動計算機技術更好的為我們的生活、工作服務。
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