Ученые представили чипы FD-SOI со сверхнизким энергопотреблением, повышающие эффективность устройств искусственного интеллекта

Электроника и датчики INSIDER

Профессор Массимо Алиото, директор совместной лаборатории FD-fAbrICS, обращается к участникам промышленного и исследовательского сообщества, чтобы поделиться последними разработками в технологиях FD-SOI на отраслевой выставке, состоявшейся 3 мая. (Изображение:совместная лаборатория FD-fAbrICS)

Исследователи из NUS вместе с отраслевыми партнерами Soitec и NXP Semiconductors продемонстрировали новый класс кремниевых систем, которые обещают стремительно повысить энергоэффективность устройств, подключенных к искусственному интеллекту. Эти технологические прорывы значительно расширят возможности полупроводниковой промышленности в Сингапуре и за его пределами.

Это нововведение было продемонстрировано в технологии полностью обедненного кремния на изоляторе (FD-SOI) и может быть применено при проектировании и производстве современных полупроводниковых компонентов для приложений искусственного интеллекта. Новая технология чипов может продлить срок службы батареи носимых устройств и интеллектуальных объектов в 10 раз, поддержать интенсивные вычислительные нагрузки для использования в приложениях Интернета вещей и вдвое сократить энергопотребление, связанное с беспроводной связью с облаком.

Новый набор революционных технологий микросхем будет продвигаться через Промышленный консорциум FD-SOI и IoT, чтобы ускорить внедрение в отрасли за счет снижения барьера проектирования для входа в чипы FD-SOI. 3 мая 2024 года был проведен отраслевой семинар под названием «Энергоэффективные системы FD-SOI нового поколения» для представителей промышленного и исследовательского сообщества, где они могли поделиться и обсудить последние разработки в области технологий FD-SOI и продемонстрировать новые возможности с помощью самых современных демонстраций.

"Устройства IoT часто работают с очень ограниченным бюджетом мощности и, следовательно, требуют чрезвычайно низкой средней мощности для эффективного выполнения регулярных задач, таких как мониторинг физического сигнала. В то же время высокая пиковая производительность требуется для обработки случайных сигнальных событий с помощью алгоритмов искусственного интеллекта с интенсивными вычислениями. Наше исследование уникальным образом позволяет нам одновременно снизить среднюю мощность и улучшить пиковую производительность", - сказал профессор Массимо Алиото из факультета электротехники и вычислительной техники Колледжа дизайна и инженерии NUS и директор FD-fAbrICS. (FD-SOI Always-on Intelligent &Connected Systems), совместная лаборатория, где был разработан новый набор технологий.

"Приложения очень разнообразны и включают в себя умные города, умные здания, Индустрию 4.0, носимые устройства и интеллектуальную логистику. Замечательные улучшения в энергопотреблении, полученные в рамках программы FD-fAbrICS, меняют правила игры в области устройств искусственного интеллекта с батарейным питанием, поскольку они в конечном итоге позволяют нам перенести интеллект из обычного облака в умные миниатюрные устройства", - сказал профессор Алиото, который также возглавляет группу Green IC (www.green-ic.org) на факультете электротехники и компьютерной инженерии.

Исследования, проведенные совместной лабораторией NUS FD-fAbrICS, показали, что их технология чипов FD-SOI может быть развернута в большом масштабе с улучшенным дизайном и производительностью системной интеграции для снижения затрат, более быстрого выхода на рынок и быстрого внедрения в отрасли.

«Эта инновация потенциально может ускорить выход на рынок ключевых игроков полупроводниковой экосистемы Сингапура», — сказал профессор Алиото. "Мы надеемся способствовать внедрению и развертыванию наших технологий проектирования в широком масштабе через Промышленный консорциум FD-SOI и IoT. Это значительный вклад в индустрию искусственного интеллекта и полупроводников в Сингапуре, поскольку он обеспечивает конкурентное преимущество при одновременном снижении общей стоимости разработки систем FD-SOI".

Прорывные исследования совместной лаборатории NUS FD-fAbrICS используют объединенный опыт и возможности NUS из различных областей, таких как цифровые схемы (профессор Массимо Алиото), беспроводная связь (доцент Хенг Чун Хуат), системные архитектуры (доцент Тревор Карлсон) и модели искусственного интеллекта (профессор Ли Хайчжоу). Лидеры отрасли, такие как Soitec, NXP и Dolphin Design, внесли свой вклад в исследования совместной лаборатории, которые также поддерживаются Агентством по науке, технологиям и исследованиям.

Исследовательская группа NUS в настоящее время занимается разработкой новых классов интеллектуальных и связанных кремниевых систем, которые могли бы поддерживать модели искусственного интеллекта большего размера (большие модели) для генеративных приложений искусственного интеллекта. В результате децентрализация вычислений ИИ от облака к распределенным устройствам одновременно сохранит конфиденциальность, сведет задержку к минимуму и позволит избежать потока беспроводных данных при одновременном присутствии множества устройств.

Отраслевой семинар, посвященный передовым достижениям и применению технологии FD-SOI, был направлен на создание среды обмена знаниями, а также на стимулирование сотрудничества внутри и между исследовательским сообществом FD-SOI и полупроводниковой промышленностью Сингапура, работающей над интеллектуальными и подключенными кремниевыми системами.

Другая цель семинара заключалась в том, чтобы облегчить быстрое внедрение FD-SOI и снизить барьер для входа в проектирование путем обмена результатами исследований совместной лаборатории FD-fAbrICS. Спикеры из компаний Soitec, GlobalFoundries, NXP и исследовательской группы NUS FD-fAbrICS поделились своими взглядами на текущее развитие смежных технологий — например, в производстве и проектировании микрочипов — и на будущие революционные технологии для систем искусственного интеллекта следующего поколения со сверхнизким энергопотреблением.

Консорциум FD-SOI &IoT был создан для расширения влияния совместной лаборатории NUS FD-fAbrICS на полупроводниковую экосистему Сингапура. Soitec и NXP являются членами-основателями Консорциума.

Члены консорциума получат доступ к инновационной интеллектуальной собственности и методологиям проектирования FD-SOI, которые помогут ускорить цикл прототипирования и разработки следующего поколения с помощью высокоэнергоэффективных процессов, особенно в быстрорастущей области чипов, подключенных к искусственному интеллекту.

Консорциум FD-SOI и IoT будет поддерживать краткосрочные потребности промышленности в быстром составлении технологических карт и ускорении инновационных циклов. В то же время, чтобы обеспечить устойчивую масштабируемость и дифференциацию среди членов Консорциума в долгосрочной перспективе, технологии, разработанные совместно с отраслевыми партнерами FD-fAbrICS, будут дополнительно расширяться некоторыми членами Консорциума.

Источник