El chip de computadora con capas atómicamente delgadas funciona como las neuronas de nuestro cerebro

Los chips de computadora tradicionales usan áreas separadas para los cálculos y el almacenamiento de datos, pero una nueva investigación ha demostrado cómo estas áreas se pueden combinar en un material 2D por primera vez, lo que debería conducir a dispositivos más pequeños, más potentes y con mayor eficiencia energética.

Se conoce técnicamente como arquitectura lógica en memoria o arquitectura única, donde las operaciones lógicas se combinan con funciones de memoria. Ahorra el tiempo y la energía necesarios para pasar datos entre las etapas de procesamiento y almacenamiento.

Y aunque estos chips de arquitectura única se han desarrollado antes, no han utilizado un material 2D, en este caso, disulfuro de molibdeno o MoS.2. Un excelente semiconductor de solo tres átomos de espesor, MoS2 ha demostrado ser un material ideal para el trabajo.

(EPFL / CARRILES)

Los científicos detrás de la innovación dicen que podría ser particularmente útil en inteligencia artificial, desde automóviles sin conductor hasta altavoces inteligentes que pueden reconocer su voz, porque imita el tipo de enfoque conjunto que utilizan las neuronas del cerebro humano.

“Esta capacidad de los circuitos para realizar dos funciones es similar a cómo funciona el cerebro humano, donde las neuronas están involucradas tanto en el almacenamiento de recuerdos como en la realización de cálculos mentales”. dice el ingeniero eléctrico Andras Kis, del Instituto Federal Suizo de Tecnología (EPFL) en Lausana.

“Nuestro diseño de circuito tiene varias ventajas. Puede reducir la pérdida de energía asociada con la transferencia de datos entre unidades de memoria y procesadores, reducir la cantidad de tiempo necesario para las operaciones informáticas y reducir la cantidad de espacio requerido”.

El nuevo chip se basa en transistores de efecto de campo de puerta flotante o FGFET. Ya utilizados para almacenamiento dentro de teléfonos y computadoras portátiles, estos transistores son conocidos por ser capaces de mantener cargas eléctricas durante largos períodos.

Habiendo estado previamente establecido como un material brillante para la electrónica, MoS2 es lo suficientemente sensible para trabajar en conjunto con los FGFET para empaquetar numerosas funciones de procesamiento dentro de circuitos individuales, lo que permite que estos circuitos funcionen como unidades de almacenamiento de memoria y transistores programables.

Como es habitual con este tipo de trabajo de laboratorio, llevará un tiempo convertirlo en una forma adecuada para sistemas y dispositivos comerciales, pero el equipo detrás de la investigación tiene la experiencia necesaria en términos de escalar las tecnologías de producción de chips.

Cada vez más de nuestros dispositivos, desde cámaras de seguridad hasta letreros en las calles, necesitan inteligencia adicional, no solo para almacenar información, sino para procesarla y tomar decisiones inteligentes a lo largo del camino, todo mientras se mantiene baja la demanda de energía.

Satisfacer esa demanda implica no solo descubrir la física de los chips de computadora necesarios, sino también encontrar los materiales adecuados para hacerlos realidad, como lo han hecho los investigadores aquí. Y resulta que copiar el cerebro humano es una bastante buen enfoque cuando se trata de IA.

“Esta integración directa de memoria y lógica puede incrementar la velocidad de procesamiento, abriendo el camino a la realización de circuitos energéticamente eficientes basados ​​en materiales 2D para aprendizaje automático, el Internet de las cosas y la informática no volátil “, escriben los investigadores en su artículo publicado.

La investigación ha sido publicada en Naturaleza.

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