Hoje, a arquitetura clássica de computadores de von Neumann tornou-se um obstáculo ao aumento das capacidades computacionais. Parte da culpa disso está na troca de dados entre o processador e a memória externa. Armazenar dados no processador – onde eles são processados – ajudaria a reduzir muitas vezes o consumo do computador. O primeiro processador desse tipo para tarefas de IA foi criado na Suíça. É baseado em novos semicondutores atomicamente finos, não em silício.
Fonte da imagem: EPFL
Pesquisadores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) publicaram um artigo na revista Nature Electronics relatando a criação de um processador feito de 1.024 transistores baseados em dissulfeto de molibdênio (MoS2). Eles não são os primeiros a prestar atenção a este semicondutor. A camada de dissulfeto de molibdênio tem três átomos de espessura e tem se mostrado bem em desenvolvimentos experimentais como canal de trabalho de transistores. Em geral, pode ser considerado como o grafeno no mundo dos semicondutores. Suas características e métodos de produção são em muitos aspectos semelhantes aos do trabalho com camadas de monocarbono.
Pesquisadores da EPFL obtiveram sua primeira amostra de MoS2 há 13 anos usando fita adesiva, removendo lascas do material da base do material com fita adesiva. Hoje já podem produzir wafers inteiros de dissulfeto de molibdênio, a partir dos quais, principalmente, foi feito um chip processador com área de 1 cm2. E por se tratar de um semicondutor, a tecnologia para a produção desses processadores pode ser implementada em fábricas existentes onde o silício já é processado.
Cada transistor MoS2 no processador protótipo também contém uma porta flutuante de controle. A porta é projetada para armazenar um pouco de dados e controlar o transistor. Os dados de cálculo permanecem no processador e participam da operação posterior do processador. Os dados processados não são enviados para nenhum lugar externo e não são baixados de lugar nenhum. Simplesmente alimentamos as informações na entrada do processador para processamento e, na saída, obtemos o resultado final.
O protótipo apresentado de um processador em memória é projetado para realizar uma das operações fundamentais de processamento de dados – multiplicação de matrizes vetoriais. Esta operação é amplamente utilizada no processamento digital de sinais e na implementação de modelos de inteligência artificial. É óbvio que hoje tais soluções estão no auge da demanda. Segundo os desenvolvedores, ao criar um protótipo funcional em grande escala, comprovaram a possibilidade de transferir o projeto para fábricas para produção em massa.
Separadamente, os investigadores afirmaram que o desenvolvimento alcançou a sua implementação graças ao aumento do financiamento das autoridades da União Europeia, que procura devolver à Europa o título de líder no mercado de semicondutores.