新型超薄材料可以使人工智能芯片更快、更冷、更节能

人工智能正在迅速改变世界,但它也消耗大量能源。为人工智能模型提供动力的数据中心依赖于数千个产生强烈热量的计算机芯片。为了防止它们过热和减速,大型冷却系统不断运行,消耗大量电力。随着人工智能需求的增长,紧迫性也在增加 […]《新型超薄材料可以使人工智能芯片更快、更冷、更节能》一文首先出现在 Knowridge Science Report 上。

来源:Knowridge科学报告
这是休斯顿大学 Alamgir Karim 实验室设计的二维薄膜电绝缘体,旨在使 AI 更快并降低功耗。图片来源:休斯顿大学。

人工智能正在迅速改变世界,但它也消耗大量能源。

为人工智能模型提供动力的数据中心依赖于数千个产生强烈热量的计算机芯片。

为了防止它们过热和减速,大型冷却系统持续运行,消耗大量电力。随着人工智能需求的增长,开发能够更快地处理信息、同时使用更少能源的技术的紧迫性也随之增加。

休斯顿大学的工程师创造了一种突破性的解决方案:一种新设计的超薄膜,可以显着提高人工智能芯片的性能,同时大幅降低功耗。

他们的研究结果发表在 ACS Nano 上,介绍了一种尖端的二维介电薄膜(一种电绝缘体),可以取代集成电路内的传统材料。与传统绝缘体不同,新材料不存储电荷。

ACS 纳米

这意味着以热量形式浪费的能量更少,芯片内部的信号传输速度更快。

领导该研究的 Alamgir Karim 教授表示,人工智能的快速发展已将全球能源需求推向前所未有的水平。

现代数据中心必须运行强大的冷却设备和高性能芯片,以确保快速的处理速度和较长的芯片寿命。卡里姆和他的团队着手从物质层面解决这个问题。

他们的创新集中于创造所谓的“低 k”电介质。 “k”指的是材料的介电常数——它可以存储多少电能。

传统的高 k 材料储存更多电荷,从而产生更多热量。相比之下,低 k 材料存储的能量较少,因此有助于芯片运行得更快、温度更低。

资料来源:休斯顿大学。