Új „memóriatranzisztor”: két funkció, kevesebb hiba
A kutatócsoport egy úgynevezett „memóriatranzisztort” alkotott, amely egyszerre végez számításokat (tranzisztor) és adatokat is tárol. Ez a nanoskálájú alkatrész minimális elektromos hibával működik, vagyis gyorsabban és kisebb energiafogyasztással üzemel. Erre utal többek között az, hogy jelentős áttörést érhetnek el olyan energiafaló területeken, mint az MI, a mélytanulás és a gépi tanulás.
A Nemzetközi Energiaügynökség előrejelzése szerint 2026-ra az adatközpontok globális áramfogyasztása 130%-kal, 1000 terawattórára nő – amiért főként az MI a felelős. Egyetlen ChatGPT-lekérdezés is annyi hőt termel, hogy egy palack (kb. 0,5 liter) vízre van szükség a hűtéséhez. Az MI energiaigényének zöme a memória és a logikai áramkörök közötti adatmozgásból adódik, tehát minden chipen belüli megtakarítás többszörösen megtérül.
Rétegezés: bonyolult, de meghozza a gyümölcsét
A modern chipekben a logika és a memória hagyományosan külön helyezkedik el, a köztük futó vezetékek pedig energiát pazarolnak. A megoldás a komponensek vertikális elhelyezése, ezt azonban sérülés nélkül, alacsony hőmérsékleten kell kivitelezni. Az MIT csapata erre indium-oxidból készült aktív réteget használt, ami mindössze 2 nanométer vastag, és 150 °C-on alakítható ki.
Erre a rétegre egy 10 nanométer vastag, ferroelektromos hafnium-cirkónium-oxid memóriaelem került, így az eszköz nemcsak számolni, hanem tárolni is tud. Ez a memóriatranzisztor elképesztő, 10 nanomásodperces váltási sebességgel és kevesebb mint 1,8 voltos feszültségen működik – gyorsabb, mint a jelenlegi megoldások.
Előképet ad a jövő energiatakarékos MI-chipjeihez
Az új memóriatranzisztor a chip hátoldalán, a fémvezetékek közelében helyezkedik el, így a beépítési sűrűség is nő. Jelenleg még csak chip-szerű laborpéldányon működik, de a cél, hogy először egy áramkörbe, majd nagyobb rendszerekbe is integrálható legyen.
Összefoglalva, a fejlesztés megnyithatja az utat jóval energiatakarékosabb MI-chipekhez, amelyek sokoldalú, kisméretű eszközökben is használhatók – a kutatók szerint az architektúra és az anyagok készen állnak, csak tovább kell tökéletesíteni a technológiát.
