Chip 3D mới xoá bỏ "bức tường bộ nhớ"

Theo SciTech Daily, chip 3D Monolithic (chip 3D nguyên khối) đầu tiên mà các nhà khoa học Mỹ vừa "trình làng" đạt được mật độ dây dẫn chip 3D cao nhất từ trước đến nay và mang lại sự cải thiện tốc độ gấp 10 lần, hứa hẹn phá vỡ "bức tường bộ nhớ" mà ngành công nghệ đang đối diện.

Chip 3D Monolithic là phát minh của nhóm nghiên cứu Mỹ đến từ Đại học Stanford, Đại học Carnegie Mellon, Đại học Pennsylvania, Viện Công nghệ Massachusetts (MIT). Công ty Công nghệ SkyWater.

Không giống như các chip 2D thông thường trải các linh kiện trên một bề mặt phẳng duy nhất, chip 3D mới xếp chồng các lớp mạch cực mỏng lên nhau.

Các kết nối theo chiều dọc liên kết các lớp này, cho phép dữ liệu di chuyển nhanh chóng giữa bộ nhớ và các phần tử tính toán, khắc phục những hạn chế lâu nay đã làm chậm tiến độ thiết kế chip phẳng.

Thực ra loại chip này đã từng được nghiên cứu trước đây, nhưng chỉ giới hạn không gian trong phòng thí nghiệm. Đây là lần đầu tiên nó được thực tế hóa bằng cách chứng minh hiệu năng ngay trên các sản phẩm được sản xuất trong một xưởng đúc thương mại.

"Điều này mở ra một kỷ nguyên mới trong sản xuất và đổi mới chip. Những đột phá như thế này giúp chúng ta đạt được sự cải thiện hiệu năng phần cứng gấp 1.000 lần, điều mà các hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) trong tương lai sẽ yêu cầu" - giáo sư Subhasish Mitra, từ Đại học Stanford, nhà nghiên cứu chính, cho biết.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà sản xuất chip đã giải quyết vấn đề "bức tường bộ nhớ" bằng cách thu nhỏ các bóng bán dẫn - những công tắc nhỏ xíu trên chip thực hiện các phép tính và lưu trữ dữ liệu - và nhét nhiều bóng bán dẫn hơn vào mỗi chip.

Nhưng chiến lược đó cũng đang tiến gần đến những giới hạn vật lý khó khăn.

Con chip mới này vượt qua những rào cản đó: Cách tích hợp bộ nhớ và khả năng tính toán theo chiều dọc được so sánh với hệ thống thang máy trong một tòa nhà cao tầng cho phép nhiều cư dân di chuyển giữa các tầng cùng một lúc, nhanh và hiệu quả hơn thang bộ.

Nói cách khác, phát minh mới này sẽ "dọn đường" cho công nghệ AI tiếp tục đạt được những cú nhảy vọt trong tương lai.