米兰体彩下载 科学家用"热力"替代"化学": 下一代东说念主工智能半导体新交加
现在AI芯单方靠近的最大戮力，不是算力不够，而是数据往返搬运太费电。
这句话听起来有点反直观，但它戳中了当代谋划架构的核肉痛点。咱们闇练的确凿扫数谋划配置，齐初始在冯·诺依曼架构之上：处理器肃穆谋划，内存肃穆存储，两者诀别，数据在中间往返传输。这个历程就像每次作念题齐要跑到另一栋楼取参考书，不仅慢，何况耗能惊东说念主。在大模子期间，这种"存储墙"带来的能耗代价也曾到了让工程师们坐立难安的地步。
破局的场所，是让谋划凯旋发生在存储里，即"存内谋划"。
而结尾有内谋划的要津器件，是铁电晶体管。韩国成均馆大学机械工程学院金泰成老师勾搭的探讨团队，刚刚在《ACS Nano》期刊上发表了一项交加性探讨，用一种全新的"热拘谨"方法，处置了铁电晶体管规模始终悬而未决的制造坚苦。
一种材料，一个订立的物理阻挠
铁电晶体管的中枢材料是氧化铪。它之是以能用于存储，是因为其里面原子不错在外部电场作用下更正陈设状貌，从而结余数据的写入和读取，且断电后信息不会丢失。这正是存内谋划所需要的特色。
基于氧化铪应力调制晶格工程的高性能铁电晶体管。图片开首：成均馆大学
连系词，氧化铪的"秉性"极难摆布。要让它发达存储功能，里面原子必须陈设成一种特定的晶体结构，专科上称为"正交晶相"。问题是，当器件作念得越来越薄时，这种精准的原子陈设极易被破损，性能随之急剧下跌。薄，恰正是当代芯片制造追求的中枢场所。
昔日的处置决策，是向氧化铪中掺入其他化学元素，通过更正材料要素来踏实晶体结构。这条路走得很戮力：工艺复杂、掺杂比例难以精准罢休，米兰体彩下载何况在大范围量产时类似性差，一朝放大产能，良品率就容易垮塌。
金泰成团队聘任了一条透顶不同的路：不动化学，动物理。
"热拘谨"：用温度代替化学
探讨团队的中枢洞悉，来自一个肤浅但被始终冷落的物理茂盛：不同材料受热后扩张和松开的幅度不同。
他们想象了一种畸形的钨电极结构，将其包裹在氧化铪薄膜的外围。当通盘器件经过高温处理后冷却降温时，钨电极的松开幅度与氧化铪不同，产生了一种向内的压缩力，像紧身衣同样从外部对氧化铪施加执续的机械压力。正是这种热扩张各别产生的应力，将氧化铪里面的原子精准"挤压"到了正交晶相所需的排诸君置上。
探讨团队用了一个天真的譬如来描述这个历程：就像用模具压制食品，靠外力而非更正食材本人，让材料呈现出念念要的口头。
实验恶果十分亮眼。摄取这种方法制造的铁电晶体管，即便资格跳跃一万亿次的轮回读写操作，性能仍然保执踏实，这一历久性筹算在同类器件中处于顶尖水平。当这些晶体管被集成到AI图像识别系统中进行测试时，识别准确率达到了97.2%，与传统谋划架构比拟，在能耗上具有权贵上风。
基于钨电极的铪锆氧化物铁电晶体管阵列偏执在东说念主工智能硬件中的行使想法图。图片开首：成均馆大学
{jz:field.toptypename/}更要津的是，这种方法从根底上绕开了化学掺杂的复杂性，制造工艺更圭臬化，与现有半导体产线的兼容性更强，为大范围量产提供了执行可行的旅途。
金泰成老师示意："这项探讨的要津在于，咱们通过基于热力而非化学改性的物空想象，克服了下一代半导体的局限性。如若这项技艺大略交易化，AI就不错在自动驾驶汽车和智高手机等对功耗明锐的配置中更高效地初始。"
现时，巨匠AI芯片的能耗问题正在从技艺议题演变为社会议题。数据中心的电力销耗已激励多国计谋层面的选藏，而结尾配置上初始腹地AI模子的需求也在快速增长。存内谋划被平素视为交加能耗瓶颈的紧迫旅途之一，而铁电晶体管则是这条路上最具后劲的器件聘任。成均馆大学团队的这项探讨，为这条路上最辣手的材料坚苦，提供了一个优雅而求实的谜底。
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