تقدم الصين في تطوير شريحة غير متطايرة للحوسبة والتخزين
أحرز معهد الإلكترونيات الدقيقة التابع للأكاديمية الصينية للعلوم تقدمًا كبيرًا في تطوير تقنيات الرقائق غير المتطايرة التي تدمج التخزين والحوسب معًا. مع تزايد الحاجة إلى معالجة البيانات الضخمة والحوسبة الذكية التي تتطلب كثافة عالية في الوصول إلى الذاكرة، ظهرت الحاجة الماسة لتقنيات تسمح بالتخزين والحوسب في نفس الموقع لتجنب الاختناقات الناتجة عن نقل البيانات بين الذاكرة والمعالج. تواجه هذه التقنية حاليًا تحديًا كبيرًا يتمثل في صعوبة التوفيق بين سعة التخزين وقوة المعالجة، مما يجعل تحقيق التكامل بينهما أمرًا حاسمًا لتنفيذ مهام حسابية متنوعة بكفاءة. فيما يخص تقنية الدمج المباشر، صمم الفريق البحثي رقاقة أساسها ترانزستور يعتمد على احتجاز الشحنة في نطاقات الحساب المختلطة. ركزت الدراسة على تطوير مصفوفات حسابية عالية الكثافة ذات كسب تفاضلي، وآلية عمل تحاكي التنبؤ التناظري والحساب الرقمي لتحقيق كفاءة عالية في استهلاك الطاقة. كما تم تطوير دوائر موحدة لمعالجة البيانات الثابتة والفاصلة بتكلفة منخفضة في العتاد. وقد تم اختبار هذه التقنية بنجاح من خلال عملية التصنيع، حيث أثبتت قدرتها على دعم حسابات المصفوفات والجهات المتجهة بكفاءة عالية باستخدام معايير INT4/8 وFP4، مما أدى إلى زيادة متزامنة في كثافة التخزين وكثافة قوة المعالجة في الرقائق غير المتطايرة. أما في مجال تقنية القرب من الذاكرة، فقد طور الباحثون رقاقة تعتمد على ذاكرة فلاش NAND القائمة على مادة حديدية كهربائية جديدة. تضمنت الأبحاث تصميم مصفوفات هذه الذاكرة باستخدام ترانزستورات حديدية كهربائية، وتطوير طرق قراءة تعتمد على الشحن والتفريغ المتناوب، بالإضافة إلى دوائر مكبر إشارة ذاتية التحويل القطبي. كما تم إنشاء وحدات حسابية قريبة من الذاكرة تعمل في مجال الطور وتتميز بتكلفة منخفضة ومرونة وظيفية عالية. وقد تم التحقق من صحة هذه التقنيات عبر التصنيع أيضًا، حيث أظهرت كفاءة ممتازة في دعم مهام البحث التقريبي عن متجهات متعددة الأبعاد ومتوازية وعالية الدقة. يمثل هذا الإنجاز نهجًا مبتكرًا لتطوير تقنيات القرب من الذاكرة ذات السعة الكبيرة القائمة على نوع NAND. يدعم هذه الأبحاث كل من اللجنة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ومشروع العلوم والتكنولوجيا الاستراتيجي المبادر من الأكاديمية الصينية للعلوم، مما يعكس أهمية هذا التقدم في مجال الحوسبة المتقدمة ومعالجة البيانات الضخمة في المستقبل.
