24-mar-2023 (Noticias de Nanowerk) El impacto de ChatGPT se extiende más allá del sector educativo y está provocando cambios significativos en otras áreas. El inteligencia artificial El modelo de lenguaje (AI) es reconocido por su capacidad para realizar diversas tareas, que incluyen escribir en papel, traducir, codificar y más, todo a través de interacciones basadas en preguntas y respuestas. El sistema de IA se basa en el aprendizaje profundo, que requiere una amplia capacitación para minimizar los errores, lo que genera frecuentes transferencias de datos entre la memoria y los procesadores. Sin embargo, la arquitectura von Neumann de los sistemas informáticos digitales tradicionales separa el almacenamiento y el cálculo de la información, lo que da como resultado un mayor consumo de energía y retrasos significativos en los cálculos de IA. Los investigadores han desarrollado tecnologías de semiconductores adecuadas para aplicaciones de inteligencia artificial para abordar este desafío. Un equipo de investigación en POSTECH, dirigido por el profesor Yoonyoung Chung (Departamento de Ingeniería Eléctrica, Departamento de Ingeniería de Semiconductores), el Profesor Seyoung Kim (Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales, Departamento de Ingeniería de Semiconductores) y Ph.D. El candidato Seongmin Park (Departamento de Ingeniería Eléctrica) ha desarrollado un dispositivo semiconductor de inteligencia artificial de alto rendimiento que utiliza óxido de indio galio zinc (IGZO), un semiconductor de óxido ampliamente utilizado en pantallas OLED. El nuevo dispositivo ha demostrado ser excelente en términos de rendimiento y eficiencia energética. La investigación fue publicada en Materiales electrónicos avanzados (“Sinapsis neuromórfica analógica altamente lineal y simétrica basada en transistores semiconductores de óxido de metal con monocapa autoensamblada para computación de redes neuronales de alta precisión”).
Estructura del dispositivo sináptico de IA propuesto. Se conectan dos transistores semiconductores de óxido; uno para escribir y otro para leer. (Imagen: POSTECH) Las operaciones eficientes de IA, como las de ChatGPT, requieren que se realicen cálculos dentro de la memoria responsable de almacenar la información. Desafortunadamente, las tecnologías de semiconductores de IA anteriores estaban limitadas para cumplir con todos los requisitos, como la uniformidad y la programación lineal y simétrica, para mejorar la precisión de la IA. El equipo de investigación buscó IGZO como un material clave para los cálculos de IA que podrían producirse en masa y proporcionar uniformidad, durabilidad y precisión informática. Este compuesto consta de cuatro átomos en una proporción fija de indio, galio, zinc y oxígeno y tiene excelentes propiedades de movilidad de electrones y corriente de fuga, lo que lo ha convertido en un backplane de la pantalla OLED. Utilizando este material, los investigadores desarrollaron un nuevo dispositivo de sinapsis compuesto por dos transistores interconectados a través de un nodo de almacenamiento. El control preciso de la velocidad de carga y descarga de este nodo ha permitido que el semiconductor de IA cumpla con las diversas métricas de rendimiento requeridas para un rendimiento de alto nivel. Además, aplicando neuromórfico dispositivos sinápticos a un sistema de IA a gran escala requiere que se minimice la corriente de salida de los dispositivos sinápticos. Los investigadores confirmaron la posibilidad de utilizar aisladores de película ultrafina dentro de los transistores para controlar la corriente, haciéndolos adecuados para la IA a gran escala. Los investigadores utilizaron el dispositivo sináptico recientemente desarrollado para entrenar y clasificar datos escritos a mano, logrando una alta precisión de más del 98 %, lo que verifica su aplicación potencial en sistemas de IA de alta precisión en el futuro. El profesor Chung explicó: “La importancia del logro de mi equipo de investigación es que superamos las limitaciones de las tecnologías de semiconductores de IA convencionales que se centraban únicamente en el desarrollo de materiales. Para hacer esto, utilizamos materiales que ya están en producción en masa. Además, las características de programación lineal y simétrica se obtuvieron a través de una nueva estructura utilizando dos transistores como un dispositivo sináptico. Por lo tanto, nuestro exitoso desarrollo y aplicación de esta nueva tecnología de semiconductores de IA muestra un gran potencial para mejorar la eficiencia y precisión de la IA”.
Estructura del dispositivo sináptico de IA propuesto. Se conectan dos transistores semiconductores de óxido; uno para escribir y otro para leer. (Imagen: POSTECH) Las operaciones eficientes de IA, como las de ChatGPT, requieren que se realicen cálculos dentro de la memoria responsable de almacenar la información. Desafortunadamente, las tecnologías de semiconductores de IA anteriores estaban limitadas para cumplir con todos los requisitos, como la uniformidad y la programación lineal y simétrica, para mejorar la precisión de la IA. El equipo de investigación buscó IGZO como un material clave para los cálculos de IA que podrían producirse en masa y proporcionar uniformidad, durabilidad y precisión informática. Este compuesto consta de cuatro átomos en una proporción fija de indio, galio, zinc y oxígeno y tiene excelentes propiedades de movilidad de electrones y corriente de fuga, lo que lo ha convertido en un backplane de la pantalla OLED. Utilizando este material, los investigadores desarrollaron un nuevo dispositivo de sinapsis compuesto por dos transistores interconectados a través de un nodo de almacenamiento. El control preciso de la velocidad de carga y descarga de este nodo ha permitido que el semiconductor de IA cumpla con las diversas métricas de rendimiento requeridas para un rendimiento de alto nivel. Además, aplicando neuromórfico dispositivos sinápticos a un sistema de IA a gran escala requiere que se minimice la corriente de salida de los dispositivos sinápticos. Los investigadores confirmaron la posibilidad de utilizar aisladores de película ultrafina dentro de los transistores para controlar la corriente, haciéndolos adecuados para la IA a gran escala. Los investigadores utilizaron el dispositivo sináptico recientemente desarrollado para entrenar y clasificar datos escritos a mano, logrando una alta precisión de más del 98 %, lo que verifica su aplicación potencial en sistemas de IA de alta precisión en el futuro. El profesor Chung explicó: “La importancia del logro de mi equipo de investigación es que superamos las limitaciones de las tecnologías de semiconductores de IA convencionales que se centraban únicamente en el desarrollo de materiales. Para hacer esto, utilizamos materiales que ya están en producción en masa. Además, las características de programación lineal y simétrica se obtuvieron a través de una nueva estructura utilizando dos transistores como un dispositivo sináptico. Por lo tanto, nuestro exitoso desarrollo y aplicación de esta nueva tecnología de semiconductores de IA muestra un gran potencial para mejorar la eficiencia y precisión de la IA”.
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- Fuente: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62667.php
