Chip máy tính hai đầu mới

Cho đến nay, hiệu suất năng lượng của chip máy tính bị giới hạn bởi kiến ​​trúc Von Neumann, với chức năng xử lý và lưu trữ dữ liệu diễn ra ở hai đơn vị riêng biệt nên sẽ tốn thời gian và năng lượng đáng kể để dữ liệu di chuyển liên tục giữa hai đơn vị này. Bằng cách kết hợp hai đơn vị thành một cấu trúc duy nhất, có thể giảm những tổn thất này.

Đây là công nghệ đầu tiên sử dụng vật liệu 2D cho cấu trúc logic trong bộ nhớ, hoặc một cấu trúc duy nhất kết hợp các hoạt động logic với một chức năng bộ nhớ.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu các đặc tính cụ thể của MoS2 (là vật liệu 2D bao gồm một lớp duy nhất có độ dày khoảng ba nguyên tử) từ vài năm trước và nhận thấy nó là một chất bán dẫn rất tốt, phù hợp cho các ứng dụng điện tử nên đã sử dụng nó để làm chip EPFL.

Chip EPFL dựa trên các bóng bán dẫn kiểu FGFET, với ưu điểm là chúng có thể giữ điện tích trong thời gian dài, thường được dùng trong hệ thống bộ nhớ flash cho máy ảnh, điện thoại thông minh và máy tính. Các tính năng độc đáo của MoS2 giúp cho nó đặc biệt nhạy cảm với các điện tích được lưu trữ trong FGFET, cho phép các kỹ sư LANES phát triển các mạch hoạt động như cả bộ nhớ lưu trữ và có thể lập trình. Bằng cách sử dụng MoS2, họ có thể kết hợp nhiều chức năng xử lý vào một mạch duy nhất và sau đó tùy biến chúng. Khả năng này giúp các mạch thực hiện hai chức năng tương tự như cách hoạt động của não người, nơi các tế bào thần kinh vừa tham gia vào việc lưu trữ ký ức vừa thực hiện suy nghĩ, tính toán,….

Andras Kis, người đứng đầu LANES cho biết. "Thiết kế mạch của chúng tôi có nhiều ưu điểm. Nó có thể giảm tổn thất năng lượng liên quan đến việc truyền dữ liệu giữa các bộ nhớ và bộ xử lý, giảm thời gian cần thiết cho các hoạt động tính toán và thu nhỏ khoảng không gian cần thiết. Điều này cho phép tạo ra các thiết bị nhỏ nhưng mạnh và tiết kiệm năng lượng hơn."

Nghiên cứu này đã được đăng trên tạp chí Nature.

 Diệu Huyền (CESTI) - Theo Techxplore.com