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來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察 ChatGPT 的影響超出了教育領(lǐng)域，并正在其他領(lǐng)域引起重大變化。AI 語言模型以其執(zhí)行各種任務(wù)的能力而聞名，包括論文寫作、翻譯、編碼等，所有這些任務(wù)都是通過基于問答的交互進(jìn)行的。人工智能系統(tǒng)依賴于深度學(xué)習(xí)，這需要大量的訓(xùn)練來最大限度地減少錯誤，從而導(dǎo)致內(nèi)存和處理器之間的數(shù)據(jù)傳輸頻繁。然而，傳統(tǒng)數(shù)字計算機(jī)系統(tǒng)的馮諾依曼架構(gòu)將信息的存儲和計算分開，導(dǎo)致功耗增加和人工智能計算的顯著延遲。 POSTECH的一個研究團(tuán)隊，由Yoonyoung Chung教授（電氣工程系，半導(dǎo)體工程系），Seyoung Kim教授（材料科學(xué)與工程系，半導(dǎo)體工程系）和博士領(lǐng)導(dǎo)，開發(fā)了適用于人工智能應(yīng)用的半導(dǎo)體技術(shù)來應(yīng)對這一挑戰(zhàn)。 高效的人工智能操作，例如 ChatGPT 的操作，需要在負(fù)責(zé)存儲信息的內(nèi)存中進(jìn)行計算。不幸的是，以前的 AI 半導(dǎo)體技術(shù)在滿足線性和對稱編程以及均勻性等所有要求以提高 AI 準(zhǔn)確性方面受到限制。 研究團(tuán)隊尋求利用廣泛用于 OLED 顯示器的 IGZO 材料作為 AI 計算的關(guān)鍵材料，這種化合物包含四個原子，銦、鎵、鋅和氧的比例固定，具有出色的電子遷移率和漏電流特性，可以大規(guī)模生產(chǎn)并提供均勻性、耐用性和計算精度。 使用這種材料，研究人員開發(fā)了一種新型突觸設(shè)備，該設(shè)備由兩個通過存儲節(jié)點互連的晶體管組成。對該節(jié)點充放電速度的精確控制，使得AI半導(dǎo)體能夠滿足高階性能所需的多樣化性能指標(biāo)。此外，將突觸設(shè)備應(yīng)用于大規(guī)模人工智能系統(tǒng)需要將突觸設(shè)備的輸出電流降至最低。研究人員證實了利用晶體管內(nèi)部的超薄膜絕緣體來控制電流的可能性，使其適用于大規(guī)模人工智能。 
研究人員使用新開發(fā)的突觸設(shè)備對手寫數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和分類，準(zhǔn)確率達(dá)到98%以上，驗證了其在未來高精度人工智能系統(tǒng)中的潛在應(yīng)用。 鐘教授解釋說：“我的研究團(tuán)隊取得成就的意義在于，我們克服了傳統(tǒng)人工智能半導(dǎo)體技術(shù)僅專注于材料開發(fā)的局限性。為此，我們使用了已經(jīng)量產(chǎn)的材料。此外，通過使用兩個晶體管作為一個突觸設(shè)備的新結(jié)構(gòu)，獲得了線性和對稱編程特性。因此，我們成功開發(fā)和應(yīng)用這種新的人工智能半導(dǎo)體技術(shù)，顯示出提高人工智能效率和準(zhǔn)確性的巨大潛力。” 這項研究最初發(fā)表在 Advanced Electronic Materials 的封底內(nèi)頁上，并得到了韓國科學(xué)和信息通信技術(shù)部資助的國家研究基金會下一代智能半導(dǎo)體技術(shù)開發(fā)計劃的支持。 |
