Поднебесная заявляет о новом мировом рекорде.
В Пекине собрали транзистор толщиной всего один нанометр и заставили его работать при напряжении, которое раньше считалось слишком низким для такой конструкции. Речь идёт о ферроэлектрическом полевом транзисторе, FeFET. В нём память и вычисления объединены в одном элементе, по принципу, близкому к тому, как нейроны обрабатывают и хранят информацию в мозге. Разработчики утверждают, что им удалось получить самый компактный и при этом более экономичный вариант.
Кремниевые чипы лежат в основе всей современной электроники. Благодаря им работают смартфоны, игровые приставки, дата-центры и суперкомпьютеры. Но архитектура, в которой память и вычислительные блоки физически разделены, требует постоянной передачи данных между ними. На больших нагрузках, особенно в задачах искусственного интеллекта, значительная часть энергии уходит именно на это перемещение, а не на сами вычисления.
Алгоритмы машинного обучения обрабатывают огромные массивы информации, и традиционная схема начинает тормозить сама себя. Чтобы справиться с нагрузкой, инженеры увеличивают площадь кристаллов и повышают производительность, но вместе с этим растет и энергозатратность. Идея объединить память и вычисления в одном месте обсуждается давно. Она позволяет сократить расстояние, которое проходит сигнал, и уменьшить потери энергии.
FeFET подходят для такой архитектуры, потому что один и тот же элемент может хранить данные и участвовать в их обработке. Проблема в том, что запись и стирание информации в таких транзисторах требовали повышенного напряжения. Если современные логические схемы обычно работают при напряжении ниже 0,7 вольта, то для FeFET нужно было около 1,5 вольта. При масштабировании микросхем такая разница становится серьёзным ограничением.
Группа под руководством Цю Чэнгуана из Пекинского университета совместно с Пэн Ляньмао из Китайской академии наук изменила саму структуру транзистора. Инженеры уменьшили затворный электрод до одного нанометра. Для ориентира: ширина молекулы ДНК составляет около двух нанометров. Значит, работу пришлось вести с точностью на уровне отдельных атомов.
Новая конфигурация усиливает электрическое поле в ферроэлектрическом слое. За счёт этого транзистор начинает работать при напряжении около 0,6 вольта. Энергопотребление снижается примерно в десять раз по сравнению с предыдущими версиями FeFET. При этом устройство сохраняет высокую скорость: время отклика достигает 1,6 наносекунды, что подходит для быстродействующих вычислительных систем.
Пекинский университет запатентовал технологический процесс и конструкцию нового транзистора. По словам исследователей, такая схема может лечь в основу более экономичных дата-центров и специализированных чипов для ИИ. Также они считают, что продемонстрированная технология открывает путь к созданию узлов с масштабом менее одного нанометра, что выходит за рамки привычных кремниевых ограничений и потребует дальнейшей инженерной доработки.
Комментарии
все смешалось: кони, люди... транзисторы, ячейки памяти, регистры и алу
Там всё очень логично. Для ИИ необходимы локально расположенные ячейки памяти близкие к АЛУ. И в этом направлении многие движутся.
И как много ячеек можно разместить вокруг АЛУ?
Я бы сказал сильнее - АЛУ должно быть компактным, чтобы можно было переносить информацию между соседними разрядами, а значит под память рядом места нет, совсем нет.
Тем более, что уже ниже написали, что быстродействие этой памяти на уровне сотен МГц, и передать сигнал на такой частоте можно на десяток сантиметров без значительной потери производительности.
А значит, это нишевая электроника, напрмер для работы на борту дрона, где ограничено электропитание по мощности. Для больших дата-центров это не интересно, там производительность в приорете перед энергопотреблением.
Недалеко от АЛУ необходимо разместить как минимум пару килобайт памяти. Если АЛУ сложное, типа CUDA блока, то там уже желательно сотню килобайт на один блок.
Сейчас основное, во что упираются по скорости в ИИ - это именно передача данных от памяти к АЛУ и обратно.
Нет. В датацентрах важна именно производительность на ватт.
Хм, это получается, что электронника на таких транзисторах будет работать на частотах порядка 100 МГц, что не особо быстро. А вот память на таких транзисторах вполне может работать на чатоте 200-300 МГц, что уже хорошо. Если будет ещё и компактной, то вообще отлично.
1.6 нс - это передний или задний фронт, для устойчивой работы нужна частота 1/(3*1.6 нс), т.е 250 МГц
Один транзистор сам по себе бесполезен. Если прикинуть, что минимально полезная длинна между D-trigger это десяток логических вентилей, то там получится частота в десятки мегагерц.
Остальные транзисторы работают с задержкой не более 0.1 нс
Этот транзистор(а по факту - ячейка памяти) самый медленный, но полюбому в АЛУ используются ячейки памяти на нескольких транзисторах и в классике ячека памяти АЛУ вполне работает в диапазоне 4-8 ГГц
Собственно говоря я и не спорю. Для распределённой памяти - отличный вариант. Для логики - плохой.
Так в реальности они на тех, а не на 40 и выше частотах функционируют.
Просто когда на обоих фронтах тактового сигнала вот тебе ддр, потом дальше-больше. Но блоки работают на 100-250МГц, не выше. Выше это когда параллельные структуры разворачивают в последовательные.
Там вот почему китайские андроиды теперь могут в кунг-фу. Все прояснилось.
Уже известно, как нейроны обрабатывают
и хранят информацию в мозге?
Где можно ознакомиться с этим?
В google.scholar
Кое-чего известно. Есть даже специальные архитектуры, называются spike neural networks, которая имитирует распространение потенциала действия
Спасибо, попробую поискать.
И всего то надо было намотать на траки свою ельцинщину и либерастию...
Без открытого западного рынка не взлетело бы.
Без открытого западного рынка СССР отставал лет на 6-8.
Сейчас бы такое отставание в электронике было бы практически счастьем.
Россию подсаживали на импорт, Китай на экспорт.
Что вы гоните фуфло?
У нас в либеральные 90-е годы была такая открытость западному рынку, что у нас были уничтожены сотни высокотехнологичных производств. В микроэлектронике просто обвал был.
Надо просто понимать, что западный рынок (он же западный капитал) всегда действует дифференциировано, где-то уничтожает производства (так оно было еще в колониях и полуколониях), где-то развивает. Главное ведь прибыль, и если нет у вас конкурентов, тогда у вас монополия/олигополия и прибыль выше. Особенно не любит западный капитал высокотехнологичные производства в странах, которые считаются потенциальными противниками, например в России. Китай долгое время считался Западом местом, где можно дешево производить ширпотреб, товары с низкой и средней добавленной стоимостью, вот Запад и просмотрел, что Китай сделался и технологическим лидером
1.6 наносекунды это 625 мегагерц
Молекулы ДНК они разные. Есть такие большие, что их в обычный оптический микроскоп можно увидеть.
Тут про ширину молекулы. Ширина как изменяется если это спираль?
Там двойная спираль. Ширина в самом толстом месте действительно около 2,5 нм, в тонком - 1.5 нм.
Так что все правильно... Вопрос снимается! )
Не уложенная в спираль(вторичную) ДНК - это сферический конь в вакууме
--
Там кроме самой спирали есть ещё молекулы, которые её удерживают от разрушения.
Нет. ДНК сама себя удерживает от разрушения. И делает она это очень хорошо: сотрудники ПЦР-лабораторий, допустивших конаминацию продуктами ПЦР не дадут соврать!
Вот что творят волшебные растреллы
Размер молекулы диоксида кремния примерно 0,4 нм. Если точнее, то 0,391. Плюс межмолекулярная решетка в районе 0,2 нм.
В итоге получается что в 1 нм будет затвор толщиной в одну молекулу. Пусть киты как-то уж особо плотно все упаковали, и получили слой в две молекулы.
С таким слоем в принципе невозможно управлять, электроны будут пролетать затвор насквозь не замечая.
Что-то не так в этой статье, что-то или неправильно переведено, или обрезано журналистами.
А какая деградация элементов быстро начнётся из-за простой и неизбежной диффузии...
Для изделий недолгого и не слишком ответственного применения годится.
Где такие условия сочетаются с требованием минимального потребления?
И какая же цена будет у такого транзистора ?
У изделий с сотнями млн транзисторами по технологии 10-15 нм после 3х лет работы годных остаётся примерно 2/3.
Срок службы изделий толщиной 1 нм вообще дискуссионный. Можно ли из лярда таких таких транзисторов собрать что-то рабочее?
Как и напряжение 0,6 В. Что-то мне подсказывает, что для работы такое устройство требуется охлаждать и очень сильно, до -50 и ниже по Цельсию. Иначе тепловые флуктуации будут вызывать постоянные сбои.
Микроэлектроника из слоев толщиной в один атом давно известна. К примеру, атомарный слой дисульфида молибдена между двумя атомарными слоями серы. Вот новость об этом от 2016
https://hightech.fm/2016/12/01/prototype-chip-3atoms
Эх, кто бы ещё рассказал подробнее об АЛГОРИТМЕ обработки. Да хрен кто способен объяснить как сразу и на хрен сесть и рыбку съесть.
О как!
Тут тоже хотелось бы попа дробнее узнать КАК физически это реализовано.
Пока что всё это очень похоже на "Мы поймали бозон Хигса!". И где же он? Да тут где то был ...
Всё уже давно рассказано. Надо только желание читать и понимать.
Я к примеру вполне успешно решал судоку на основе подобного подхода. Причем с рекурсией и распределённой памятью. Даже стек вполне успешно организуется в распределённой памяти.
Балмер -- ты поел чего то не того?
Я про алгоритм КАК работает ЯЧЕЙКА сразу в двух ФИЗИЧЕСКИХ процессах? Одновременно.
А ты мне тут лепишь горбатого к стенке.
Общался с аспирантом из МФТИ, они тоже еще в 2014 в лабораторных условиях подобные штуки собирали. Даже несколько транзисторов. Но требовался супержесткий вакуум при создании, выход годных в лабораторных условиях не оч большой, и масштабировать такое на миллиарды транзисторов невозможно в данный момент. Еще там было что-то про уменьшение степеней свободы у электронов при движении за счет чего достигалось как раз снижение энергопотребления и возможность зайти в терагерцовый диапазон но то теория. Как там сейчас хз.
(задумчиво) крохотный затвор - штука двоякая. С одной стороны - это замечательно. Но только если надёжно и безотказно работает. И вот тут по сверхтонкому затвору уже статистка жёсткого юза реалом нужна. Потому как если схлопнется, вся архитектура дорогущего проца и остального изделия сложится карточным домиком, его же не под кофемолку разрабатывают.
Сейчас процессоры проектируют так, что часть транзисторов может выйти из строя, но процессор будет дальше работать. Т.е. теперь это вопрос не качественный (все транзисторы должны работать), а количественный (какое количество транзисторов должно выйти из строя, что-бы процессор перестал работать).
Там отключают дефектные ядра на этапе производства.
Сомневаюсь, что это работает на этапе эксплуатации изделия. У каждого ядра свои собственные выводы питания. Дефектные ядра не запитывают принципиально, так как они будут генерировать паразитное тепло через токи повреждённых транзисторов.
Ну да , это называется инсульт ))
С одной стороны такие "новостя" про новые физические принципы то и дело всплывают то у британских учОных, то у мириканскихЪ вот только почему-то у нагло-сакцевЪ дальше новостей дело не идёт, а китайцы то и дело выкатывают вполне рабочие штукенции, однако тут меня терзают смутные сомнения... хотя некоторые комментаторы пишут что вроде как вполне невозможноное - возможно... Продолжаем наблюдение...
А что за картинка в статье? Она имеет какое-то отношение к новости или это бред художника(ЛЛМ) ?
или это бред художника(ЛЛМ)
Сам себя не похвалишь - как оплёваный стоишь.
Перспективный чат детектед! Сим повелеваю - внести запись в реестр самых обсуждаемых за последние 4 часа.
Интересное наблюдение - самые крутые спецы на АФТЕРШОКЕ трутся, а самые крутые транзисторы в Китае делают.
Какой то сбой...
мы долго запрягаем, но потом каак поедем вдруг
Страницы