رقائق حاسوب 3D متجانسة: ابتكار ستانفورد يُضاعف أداء الذكاء الاصطناعي 4 مرات

باحثو ستانفورد وشركاؤهم يكشفون عن شريحة حاسوب ثورية ثلاثية الأبعاد: أداء مُحسن بأربعة أضعاف يفتح عصرًا جديدًا للذكاء الاصطناعي

شروق سعد – مراسلين

كشف فريق من المهندسين من جامعات ستانفورد وكارنيجي ميلون وبنسلفانيا ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) بالتعاون مع شركة سكاي ووتر تكنولوجي (SkyWater Technology)، عن ابتكار نوع جديد من رقائق الكمبيوتر ثلاثية الأبعاد (3D-stacked chips) ذات التكامل “المتجانس” (Monolithic 3D). وذلك في ورقة بحثية عُرضت في الاجتماع الدولي لأجهزة الإلكترونيات – IEDM التابع لـ IEEE).

هذا التصميم يهدف إلى تجاوز “جدار الذاكرة” و”حاجز التصغير” الذي يعيق أجهزة الذكاء الاصطناعي الحالية. فعلى عكس الرقائق ثنائية الأبعاد المسطحة، تُكدس عناصر الذاكرة والحوسبة في هذه الشريحة عموديًا، مما يقلل المسافة بينها بشكل كبير ولتجنب الازدحام تعمل الوصلات العمودية عالية الكثافة كـ “مصاعد سريعة” تنقل البيانات بكميات هائلة بسرعة فائقة بين الطبقات، ما يلغي التباطؤ الناجم عن المسارات الطويلة والمزدحمة في الرقائق التقليدية.
وأظهرت الاختبارات الأولية، تفوق النموذج الأولي على الرقائق المماثلة ذات التصميم ثنائي الأبعاد بما يقارب أربعة أضعاف (4x). وتشير المحاكاة المستقبلية إلى إمكانية تحقيق تحسين في الأداء يصل إلى اثني عشر ضعفًا (12x) في أحمال عمل الذكاء الاصطناعي الحقيقية.
تم تصنيع الشريحة بالكامل باستخدام عملية التكامل المتجانس ثلاثي الأبعاد في مصنع شركة سكاي ووتر تكنولوجي التجاري في الولايات المتحدة، مما يثبت جاهزية التقنية للإنتاج على نطاق واسع ويُعزز الابتكار المحلي في مجال أشباه الموصلات.
ونُقل عن البروفيسور سوبهاشيش ميترا، الباحث الرئيسي من جامعة ستانفورد، قوله: “يفتح هذا الباب أمام حقبة جديدة من إنتاج الرقائق والابتكار… إن مثل هذه الإنجازات هي السبيل لتحقيق تحسينات في أداء الأجهزة تصل إلى ألف ضعف، وهو ما ستتطلبه أنظمة الذكاء الاصطناعي المستقبلية.”