Các kỹ sư Mỹ phát triển chip 3D mang lại tốc độ nhanh hơn gấp bội

Các kỹ sư Mỹ từ Stanford, Carnegie Mellon, Đại học Pennsylvania và MIT, phối hợp cùng SkyWater Technology, đã phát triển một kiến trúc chip máy tính đa lớp 3D mới, vượt trội đáng kể so với các chip 2D truyền thống. Khác với các chip phẳng thông thường, nơi các thành phần và bộ nhớ được trải đều trên một bề mặt duy nhất, thiết kế mới này xếp chồng các lớp siêu mỏng theo chiều dọc, kết nối với nhau bằng hệ thống dây dẫn dày đặc theo chiều đứng, cho phép di chuyển dữ liệu nhanh chóng. Kiến trúc này hiệu quả vượt qua nút thắt “bức tường bộ nhớ” — nơi tốc độ xử lý vượt quá khả năng cung cấp dữ liệu — bằng cách tích hợp bộ nhớ và tính toán gần nhau trong một bố trí theo chiều dọc, tương tự như các thang máy trong tòa nhà cao tầng giúp di chuyển nhanh giữa các tầng. Các thử nghiệm phần cứng ban đầu cho thấy chip nguyên mẫu đạt tốc độ nhanh hơn khoảng bốn lần so với các chip 2D tương đương, trong khi các mô phỏng phiên bản tương lai với nhiều lớp hơn dự đoán có thể tăng tốc lên đến mười hai lần trên các khối lượng công việc AI thực tế, bao gồm cả những khối lượng dựa trên mô hình LLaMA của Meta. Thiết kế này cũng hứa hẹn cải thiện đáng kể chỉ số năng lượng-trì hoãn (EDP), cân bằng giữa thông lượng cao hơn và năng lượng tiêu thụ thấp hơn.