Forscher von der Stanford-Universität, der Carnegie-Mellon-Universität, der Universität von Pennsylvania und dem Massachusetts-Institut für Technologie haben in Zusammenarbeit mit SkyWater Technology einen neuartigen 3D-Computerchip entwickelt, der Speicher- und Rechenelemente vertikal übereinander stapelt, wodurch die Datenbewegung innerhalb des Chips erheblich beschleunigt wird. Dieses Durchbruch-Design mildert die Verkehrsstaus, die die Leistung der aktuellen KI-Hardware behindern, effektiv. Laut den Forschern übertrifft das Prototyp mehrere vergleichbare Chips, und zukünftige Iterationen sollen noch größere Verbesserungen erzielen.

Die vertikale Architektur des neuen Chips ermöglicht einen schnelleren Datentransfer zwischen Rechen- und Speicherelementen, wodurch die mit herkömmlichen flachen Designs verbundene Latenz reduziert wird. Diese Innovation ist für die Entwicklung effizienterer KI-Systeme, die stark auf schnelle Datenverarbeitung und -übertragung angewiesen sind, von entscheidender Bedeutung. "Unser Ziel war es, einen Chip zu entwickeln, der die zunehmenden Anforderungen von KI-Workloads ohne Leistungsverlust bewältigen kann", sagte Dr. Bella Ciervo, eine Forscherin von der Universität von Pennsylvania. "Indem wir Speicher- und Rechenelemente vertikal übereinander stapeln, konnten wir die Engpässe, die die aktuelle KI-Hardware begrenzen, erheblich reduzieren."

Die Forscher nutzten eine spezielle Maschine, um die automatisierte elektrische Charakterisierung der Designs auf einem Wafer von Chips durchzuführen. Dieser Prozess ermöglichte es ihnen, die Leistung des Chips zu testen und zu verfeinern. Die Zusammenarbeit mit SkyWater Technology, dem größten reinen US-amerikanischen Halbleiterhersteller, stellte sicher, dass die Technologie für die reale Produktion bereit ist. "Dieser Erfolg demonstriert die Machbarkeit der Herstellung von Hochleistungs-3D-Chips in den Vereinigten Staaten", sagte Dr. John Lee, ein Forscher von der Stanford-Universität.

Die Entwicklung dieses 3D-Chips hat erhebliche Auswirkungen auf verschiedene Branchen, die auf KI angewiesen sind, einschließlich Gesundheitswesen, Finanzen und Verkehr. Schnellere und effizientere KI-Systeme können zu Durchbrüchen in der medizinischen Forschung, verbesserter finanzieller Entscheidungsfindung und erhöhter Sicherheit in autonomen Fahrzeugen führen. "Die potenziellen Anwendungen dieser Technologie sind vielfältig und aufregend", sagte Dr. Lee. "Wir sind gespannt, wie sie zur Innovation und Verbesserung des Lebens der Menschen beitragen wird."

Die Forscher planen, das Design weiter zu verfeinern und seine Leistung in verschiedenen KI-Anwendungen zu testen. Zukünftige Versionen des Chips sollen noch größere Verbesserungen in Bezug auf Geschwindigkeit und Effizienz erzielen. Da das Feld der KI weiterhin evolviert, werden Innovationen wie dieser 3D-Chip eine entscheidende Rolle bei der Freisetzung ihres vollen Potenzials spielen.