Китайские учёные из Пекинского университета совершили прорыв, который может кардинально изменить будущее искусственного интеллекта. Они разработали самые маленькие и самые энергоэффективные транзисторы в мире — ферроэлектрические полевые транзисторы (FeFET). Эти крошечные устройства работают по принципу, удивительно похожему на человеческий мозг, сочетая в себе хранение и обработку информации.
Современные полупроводниковые чипы отлично справились с задачами последних десятилетий, но взрывной рост ИИ обнажил их главную слабость. Хранение данных и вычисления в них разделены. При сложных расчётах информация постоянно перемещается между блоками памяти и процессорами. Это требует огромного количества энергии, приводит к перегреву и сильно замедляет работу. Чтобы справляться с растущими объёмами данных, пришлось бы строить всё более крупные и «прожорливые» чипы — подход, который явно зашёл в тупик.
Природа давно нашла более умный путь. В человеческом мозге нейроны одновременно и хранят информацию, и обрабатывают её. Именно эту идею удалось воплотить исследователям. FeFET-транзисторы были перспективными кандидатами, поскольку в них ячейка памяти и вычислительный элемент совмещены. Однако раньше они требовали довольно высокого напряжения — около 1,5 В, в то время как современные логические схемы работают ниже 0,7 В. Это было всё равно что пытаться открыть тяжёлую дверь лёгким толчком.
Прорыв на атомном уровне
Команда под руководством Цю Чэнгуана из Пекинского университета и Пэн Ляньмао из Китайской академии наук нашла изящное решение. С помощью передовых технологий они уменьшили электрод затвора всего до одного нанометра — это в два раза тоньше молекулы ДНК. Такая атомарная точность позволила сформировать гораздо более эффективное электрическое поле в ферроэлектрическом слое.
Результат впечатляет: новый транзистор теперь работает при рекордно низком напряжении всего 0,6 вольта и потребляет в десять раз меньше энергии, чем предыдущие FeFET. При этом он сохраняет фантастическую скорость — время отклика составляет всего 1,6 наносекунды.
Пекинский университет уже запатентовал и саму конструкцию, и технологический процесс. Новая технология открывает путь к созданию сверхкомпактных, невероятно экономичных и мощных ИИ-чипов. Это значит более энергоэффективные дата-центры, высокопроизводительный искусственный интеллект прямо в кармане и даже освоение техпроцессов на субнанометровом уровне.
Эра по-настоящему «мозгоподобных» компьютеров, которые работают быстро, мощно и при этом не сжигают тонны электричества, начнётся гораздо раньше, чем мы ожидали.
