Hyuston Universiteti tərəfindən

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriBu, AI-ni daha sürətli etmək və enerji istehlakını azaltmaq üçün Alamgir Kərimin Hyuston Universitetinin laboratoriyasında hazırlanmış iki ölçülü nazik təbəqə elektrik izolyatorudur. Kredit: Hyuston Universiteti

Hyuston Universitetinin mühəndisləri süni intellektin heyrətamiz güc və enerji tələblərini nəzərə alaraq, süni intellekt cihazlarını əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirməklə yanaşı, enerji istehlakını kəskin şəkildə azaltmağı vəd edən inqilabi yeni nazik təbəqəli material hazırlayıblar.

ACS Nano jurnalında təfərrüatları açıqlanan sıçrayış, inteqrasiya edilmiş sxem çiplərində ənənəvi istilik yaradan komponentləri əvəz etmək üçün nəzərdə tutulmuş xüsusi iki ölçülü (2D) nazik təbəqəli dielektrik və ya elektrik izolyatorunu təqdim edir. Elektrik enerjisini saxlamayan bu yeni nazik film materialı süni intellekt üçün lazım olan yüksək performanslı hesablamanın yaratdığı əhəmiyyətli enerji xərclərini və istiliyi azaltmağa kömək edəcək.

UH-nin William A. Brookshire Kimya və Biomolekulyar Mühəndislik Departamentinin Dow sədri və Welch Fondunun professoru Ələmgir Kərim, “AI enerji ehtiyaclarımızı partlatdı” dedi.

“Bir çox süni intellekt məlumat mərkəzləri məlumatların işlənməsi sürətini qorumaq, cavab müddətini qısaltmaq və çipin ömrünü uzatmaq üçün inteqrasiya edilmiş sxem çipləri olan minlərlə serverin aşağı temperaturda optimal işləməsini təmin etmək üçün böyük miqdarda elektrik istehlak edən böyük soyutma sistemlərindən istifadə edir.”

Həll yolu: “Low-k” elektron material

Performansı yaxşılaşdırarkən enerji istifadəsinə qapaq saxlamaq üçün Kərim və onun keçmiş doktorantı Maninderjeet Singh bu dielektrik filmləri hazırlamaq üçün Nobel mükafatı almış üzvi çərçivə materiallarından istifadə etdilər.

“Bu yeni nəsil materialların süni intellekt və adi elektronika cihazlarının performansını əhəmiyyətli dərəcədə artıracağı gözlənilir” dedi Kolumbiya Universitetində doktorluqdan sonrakı tədqiqatçı, UH-də doktorluq təhsili zamanı bu materialları hazırlayan Sinq, UH-nin inşaat mühəndisliyi professoru Devin Şaffer və doktorant Erin Şröderlə əməkdaşlıqda.Aləmgir Kərim, Hyuston Universitetinin Dou Universitetinin sədri və William A. Brookshire Kimya və Biomolekulyar Mühəndislik Departamentinin Welch Fondunun professoru, enerji istehlakını kəskin şəkildə azaldaraq süni intellekt cihazlarını əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirməyi vəd edən inqilabi yeni nazik təbəqə materialı hazırlayıb. Kredit: Hyuston Universiteti

Bütün dielektriklər eyni dərəcədə yaradılmır. Yüksək keçiricilik qabiliyyətinə malik olanlar və ya yüksək k-ya malik olanlar daha çox elektrik enerjisi saxlayır və daha çox elektrik enerjisini aşağı k-li materiallara malik olanlara nisbətən istilik kimi yayırlar. Beləliklə, Kərim, siqnalları sürətləndirən və gecikmələri azaldan yüngül kovalent üzvi çərçivələr kimi tanınan, karbon kimi yüngül elementlərdən hazırlanmış aşağı k materiallara diqqət yetirdi.

“Low-k materiallar aşağı enerji sərfiyyatı (yəni yüksək səmərəlilik, çünki çiplər daha soyuq və daha sürətli işləyə bilər) və həmçinin aşağı müdaxilə (siqnal çarpaz danışıq) ilə yüksək sürətli və yüksək tezlikli elektrik siqnalları daşıyan inteqral sxem keçiricilərini dəstəkləyən əsas izolyatorlardır” dedi Kərim.

Komanda yüksək məsaməli kristal strukturları olan kovalent bağlanmış təbəqəşəkilli filmlər əmələ gətirən karbon və digər yüngül elementlərdən ibarət yeni material yaratdı. Sonra başqa bir tələbə Saurabh Tiwary ilə birlikdə cihazlarda gələcək nəsil Low-k proqramları üçün onların elektron xüsusiyyətlərini öyrəndilər.

“Aşağı k materialların inteqrasiya edilmiş sxem cihazlarına daxil edilməsi süni intellekt məlumat mərkəzlərinin sürətlə böyüməsi ilə enerji istehlakını əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq üçün böyük potensiala malikdir. Biz aşkar etdik ki, 2D vərəqlər yüksək güclü cihazlar üçün yüksək gərginlikli əməliyyat üçün lazım olan ultra aşağı dielektrik sabitliyə və ultra yüksək elektrik qırılma gücünə malikdir.

Filmləri yaratmaq üçün Shaffer və Schroeder sintetik interfasial polimerləşmə adlanan üsuldan istifadə etdilər, burada molekullar bir-birinə qarışmayan iki mayedə həll edilir və güclü kristal təbəqəli təbəqələr yaratmaq üçün molekulyar tikinti bloklarını tikirlər. Bu, 2025-ci il Kimya üzrə Nobel Mükafatı laureatları Omar M. Yaghi, UC Berkeley kimya professoru və digər Nobel həmkarları tərəfindən kəşf edilmiş bir üsuldur.

Daha çox məlumat: Maninderjeet Singh və başqaları, Yüksək Dielektrik Gücü Elektrik və Termo-Mexanik Stabil Aşağı Keçirici Dielektriklər üçün İki Ölçülü Kovalent Üzvi Çərçivə Filmləri, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c11582

Jurnal məlumatı: ACS Nano Hyuston Universiteti tərəfindən təmin edilmişdir