《電子技術(shù)應(yīng)用》
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推動下一代計算機(jī)芯片發(fā)展的材料

2020-11-08
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察
關(guān)鍵詞: 自然 EPFL 計算機(jī)芯片

  根據(jù)發(fā)表在《自然》雜志上的一項最新研究,EPFL的工程師發(fā)明了一種新的計算機(jī)芯片,該芯片能夠在單個電路中存儲和處理數(shù)據(jù)。

  下一代計算機(jī)芯片由二硫化鉬(MoS2)的2D材料組成,可為節(jié)能電子產(chǎn)品打開了大門。

  2D材料可讓下一代計算機(jī)芯片立即存儲、處理數(shù)據(jù)New Atlas報告說,通常,計算機(jī)在一個區(qū)域(CPU)中處理數(shù)據(jù),然后將其傳遞到另一個區(qū)域,例如固態(tài)驅(qū)動器或硬盤進(jìn)行存儲。但是,盡管該系統(tǒng)幾十年來一直是標(biāo)準(zhǔn)配置,但它并不是運(yùn)行計算機(jī)的最有效方法。

  例如,我們的大腦——世界上功能最強(qiáng)大的計算機(jī)——使用神經(jīng)元同時處理和存儲信息。近年來,工程師們嘗試使用內(nèi)存中邏輯架構(gòu)(也稱為“憶阻器”)來模仿芯片的雙重功能。

  這種芯片的想法是消除移動數(shù)據(jù)的必要性,以制造出體積更小,速度更快的設(shè)備,這些設(shè)備比典型的芯片具有更低的功耗。

  新的2D計算機(jī)芯片為更小、更強(qiáng)大的設(shè)備打開了大門EPFL的最新研究使我們更接近這個想法。該公司的內(nèi)存邏輯芯片是有史以來第一個由2D材料組成的芯片,該材料由單個MoS2層和3個原子的厚度組成。這種材料的超薄性非常適合用于縮小器件。

  這種新的計算機(jī)芯片在技術(shù)上稱為浮動門場效應(yīng)晶體管(FGFET),通常用于SD卡等閃存系統(tǒng)。這樣的晶體管在長時間充電方面通常做得很好。MoS2對存儲電荷特別敏感,這意味著它可以執(zhí)行存儲和邏輯功能。

  “我們的電路設(shè)計有幾個優(yōu)點,”該研究的第一作者Andras Kis說?!八梢詼p少與存儲單元和處理器之間傳輸數(shù)據(jù)相關(guān)的能量損失,減少計算操作所需的時間,并縮小所需的空間?!边@為更小、更強(qiáng)大、更節(jié)能的設(shè)備打開了大門。“隨著第四次工業(yè)革命的臨近,我們有必要退后一步,想象一下我們的未來。量子計算機(jī)的處理能力足以讓當(dāng)今最先進(jìn)的處理器相形見絀,其規(guī)模小到足以實現(xiàn)我們甚至無法想象的新應(yīng)用。雖然這是一個可怕的時刻,但這也是最令人興奮的。



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