Yeni nesil yapay zeka çipleri ısıyla şekilleniyor

Güney Koreli araştırmacılar, karmaşık kimyasal süreçler yerine ‘termal genleşme’ prensibini kullanarak, yarı iletkenlerin iç yapısını bir kalıpta hamur işi şekillendirir gibi kontrol etmeyi başardı. Bu teknoloji, özellikle otonom araçlar ve akıllı telefonlarda ‘yüksek performans-düşük enerji’ dönemini başlatmaya aday.

Küresel teknoloji devlerinin enerji verimliliği arayışı sürerken, Sungkyunkwan Üniversitesi'nden Profesör Taesung Kim liderliğindeki ekip, mevcut bilgisayar mimarilerini kökten değiştirecek bir üretim metodu geliştirdi. Mevcut ‘von Neumann mimarisi’ndeki işlemci ve bellek arasındaki veri trafiği darboğazını ortadan kaldıran ‘bellek içi hesaplama’ (in-memory computing) yöntemi, yeni nesil ferroelektrik transistörlerle bir üst seviyeye taşınıyor.

ATOMİK HİZALAMADA ‘DAR GİYSİ’ MODELİ 

Hafniyum oksit malzemesinin işlenmesindeki zorlukları aşmak için geliştirilen bu yöntem, adını Kore’nin meşhur balık şeklindeki hamur işi ‘bungeoppang’dan alıyor. Araştırmacılar, kimyasal katkılar yerine fiziksel bir kuvvet kullanarak atomları hizalamayı başardı.

Teknolojinin Çalışma Prensibi:

• Termal genleşme: Yarı iletkeni çevreleyen elektrot, soğuma esnasında büzülerek içindeki hafniyum okside sıkıştırma kuvveti uyguluyor.
• Fiziksel kristal yapı: Tıpkı vücudu şekillendiren dar bir giysi gibi, bu ısıl kuvvet atomları bellek çalışması için en ideal olan ‘ortorombik faza’ zorluyor.
• Maliyet ve ölçeklenebilirlik: Karmaşık kimyasal işlemler saf dışı bırakılarak, büyük ölçekli seri üretime uygun, daha yalın bir süreç elde ediliyor.

YÜKSEK KARARLILIK VE YÜZDE 97,2 DOĞRULUK 

ACS Nano dergisinde yayınlanan bulgular, bu yöntemle üretilen ultra ince yarı iletkenlerin performans verilerini de ortaya koydu. Geliştirilen cihazlar:

• Dayanıklılık: Bir trilyondan fazla çalıştırma döngüsünden sonra bile tam kararlılık sergiledi.
• Yapay zeka performansı: Görüntü tanıma görevlerinde %97,2 gibi yüksek bir doğruluk oranına ulaştı.
• Enerji verimliliği: Karmaşık hesaplamaları, geleneksel yöntemlere göre çok daha az elektrik tüketerek tamamladı.

AKILLI TELEFONLAR VE OTONOM ARAÇLAR 

Profesör Taesung Kim, bu buluşun kilit noktasının ‘kimyasal modifikasyon yerine fiziksel tasarım’ olduğunu vurguluyor. Teknolojinin ticarileşmesi durumunda; batarya ömrünün kritik olduğu akıllı telefonlar, gerçek zamanlı veri işleme zorunluluğu olan otonom araçlar ve devasa enerji tüketen veri merkezlerinde yeni bir verimlilik standardı oluşması bekleniyor.

Yarı iletken sanayiindeki bu ‘termal kuvvet’ devrimi, yapay zekayı daha erişilebilir ve sürdürülebilir bir noktaya taşıyabilir.