Научници са МИТ-а објавили су доказ концепта за нове аналогне рачунарске компоненте које би могле омогућити електронским уређајима да обрађују податке користећи топлоту коју генеришу.
У студији објављеној 29. јануара у часопису Физички преглед је примењенистраживачи су дизајнирали микроскопске силиконске структуре које прецизно контролишу како се топлота шири по површини чипа.
Приступ представља облик аналогно рачунарствоу којој се континуиране физичке вредности — у овом случају, температура и проток топлоте — користе за обраду информација уместо бинарних 1с и 0с.
Техника би се могла користити за откривање извора топлоте и мерење температурних промена у електроници без повећања потрошње енергије. Ово би такође елиминисало потребу за више температурних сензора који заузимају простор на чипу, рекли су истраживачи.
Под условом да се дизајн може скалирати, тим се нада да би једног дана могао бити уграђен у микроелектронске системе како би се правили рачунарски задаци велике снаге, као што су вештачка интелигенција (АИ) радна оптерећења, енергетски ефикаснија.
„У већини случајева, када обављате прорачуне у електронском уређају, топлота је отпадни производ. Често желите да се ослободите што више топлоте. Али овде смо заузели супротан приступ користећи топлоту као облик саме информације и показујући да је рачунарство са топлотом могуће“, водећи аутор студије, Цаио Силвастудент физике на МИТ-у, рекао је у а изјава.
Рад се заснива на истраживању МИТ-а из 2022. о дизајну наноструктурирани материјали способни да контролишу проток топлоте.
Хот цхип
Како топлота тече кроз силицијум од топлијих до хладнијих региона, унутрашња геометрија структуре одређује колико топлоте достиже сваку излазну тачку.
Термални излаз на овим тачкама се може мерити и претворити у стандардни електрични сигнал коришћењем конвенционалних сензора на чипу. Резултујући сигнал онда могу да рукују други делови система, објаснили су научници.
У симулацијама, структуре су извеле једноставно множење матрице-вектора са тачношћу од више од 99%, рекао је тим у студији.
Множење матрице подупире многе задатке машинског учења и обраде сигнала, иако је тим приметио да би скалирање овог приступа великим језичким моделима (ЛЛМ) захтевало да милиони повезаних силицијумских структура раде заједно.
Тим затим жели да истражи примене у управљању топлотом, детекцији извора топлоте и праћењу градијента температуре у микроелектроници, где би нове структуре могле да спрече оштећење чипова без потребе за додатном енергијом.
Коаутор студије Гиусеппе Романонаучник истраживач на Институту за војничке нанотехнологије МИТ-а, додао је у изјави: „Могли бисмо директно да откријемо такве изворе топлоте са овим структурама и можемо их једноставно укључити без потребе за дигиталним компонентама.“
