في الآونة الأخيرة، أعلن فريق بحثي مكون من مهندسين من جامعة ستانفورد، وجامعة كارنيجي ميلون، وجامعة بنسلفانيا، ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا عن إنجاز كبير.نجحت في تصنيع أول نموذج أولي لدائرة متكاملة ثلاثية الأبعاد تم إنتاجها في مسبك تجاري في الولايات المتحدة.تكسر هذه الشريحة النموذجية التصميم التقليدي ثنائي الأبعاد وتستخدم عملية واحدة مستمرة لتكديس دوائر الذاكرة والدوائر المنطقية معًا عموديًا.
تم تصنيعه باستخدام عملية SkyWater الناضجة من 90 نانومتر إلى 130 نانومتر على خط إنتاج 200 مم ويدمج الدوائر المنطقية التقليدية المصنوعة من السيليكون CMOS وطبقات ذاكرة الوصول العشوائي المقاومة وترانزستورات التأثير الميداني للأنابيب النانوية الكربونية.
وبهذه الطريقة، يتم تقصير مسار البيانات بين وحدة التخزين ووحدة الحوسبة بشكل كبير، وبالتالي تحسين الأداء بشكل ملحوظ.
تظهر نتائج اختبار الأجهزة المبكرة التي نشرها فريق البحث أن البنية المكدسة تعمل على تحسين الإنتاجية بنحو أربع مرات مقارنة بالتطبيقات ثنائية الأبعاد المماثلة ذات زمن الاستجابة والحجم المماثل.
بالإضافة إلى الأجهزة التي تم قياسها، تم تقييم البنى ذات الكومة العالية من خلال المحاكاة، وأظهرت النتائج أن التصميمات التي تحتوي على المزيد من الذاكرة وطبقات الحوسبة يمكن أن تحسن الأداء بما يصل إلى 12 مرة في أحمال عمل الذكاء الاصطناعي.
وأشار الفريق أيضًا إلى أنه من خلال الاستمرار في التكامل الرأسي بدلاً من تقليل حجم الترانزستور بشكل أعمى، من المتوقع أن تحقق البنية في النهاية تحسينًا يتراوح بين 100 إلى 1000 ضعف في منتج تأخير الطاقة (مقياس مشترك للسرعة والكفاءة).
في حين أن المختبرات الأكاديمية قد أظهرت سابقًا شرائح تجريبية ثلاثية الأبعاد، يؤكد الفريق أن الاختلاف الأكبر في هذا العمل هو أنه تم تصنيعها في بيئة مسبك تجارية بدلاً من خط إنتاج بحثي مخصص.
