2D-материал помогает компьютерному чипу работать как нейрон

Инженеры EPFL создали новый компьютерный чип, который может обрабатывать и хранить данные в одной цепи. Он сделан из двумерного материала, называемого дисульфидом молибдена (MoS2), что открывает путь для более компактной и энергоэффективной электроники.

Традиционные компьютеры обрабатывают данные в одной области — ЦП, а затем передают их в другой раздел, например на жесткий диск или твердотельный накопитель, для хранения. Эта система работает десятилетиями, но это не обязательно самый эффективный способ решения задач.

Например, в мозге — самом мощном компьютере в мире — нейроны могут и обрабатывать и хранить информацию. В последние годы инженеры пытались имитировать эту функциональность, создавая микросхемы с архитектурой логики в памяти, иногда известные как «мемристоры».

Идея состоит в том, что без необходимости передавать много данных, мы могли бы создавать меньшие и более быстрые устройства, которые потребляют меньше энергии.

В исследовании EPFL предпринимаются новые шаги к достижению этой цели. Новый чип логики в памяти — первый, созданный из двухмерного материала, состоящего из одного слоя MoS2 толщиной всего в три атома. Ультратонкий материал не только идеально подходит для усадки устройств, но и является отличным полупроводником.

Новый чип известен как полевой транзистор с плавающим затвором (FGFET). Обычно используемые в системах флэш-памяти, таких как SD-карты, эти транзисторы хорошо удерживают электрические заряды в течение длительных периодов времени. MoS2 особенно чувствителен к этим накопленным зарядам, что позволяет ему выполнять как логические функции, так и функции памяти.

«Наша схемотехника имеет несколько преимуществ», — говорит Андраш Кис, ведущий автор исследования. «Это может уменьшить потери энергии, связанные с передачей данных между модулями памяти и процессорами, сократить время, необходимое для вычислительных операций, и уменьшить объем необходимого пространства. Это открывает двери для устройств, которые меньше, мощнее и энергоэффективнее».

Исследование было опубликовано в журнале Nature.