信号处理、人工神经网络等数据驱动算法需要从目前世界上产生的大量数据中处理并提取有意义的信息。然而，这种处理受到了传统的冯·诺依曼架构的限制，使得执行计算和存储数据的物理组件分离。计算机处理器消耗的大部分能量并没有用于执行计算，而是消耗在了存储器和处理器之间数据传输上。因此，冯·诺伊曼架构正日益受到更高效替代方案的挑战。
据Tech Xplore网11月13日消息，瑞士洛桑联邦理工学院纳米电子与结构实验室（LANES）研发出第一个基于二维半导体材料的内存处理器。该处理器将1024个元件组合到一个一厘米的芯片上，每个元件都包含一个 2D 二硫化钼（MoS2）晶体管以及一个浮动浮栅场效应晶体管。该芯片从根本上改变了处理器执行计算的方式，是工业生产道路上的一个关键里程碑。
二硫化钼二维材料的选择在内存处理器的发展中起着至关重要的作用，它的轻薄为生产极其紧凑的设备提供了可能。从单个晶体管到超过1000个晶体管的关键进步是材料质量的沉积。经过大量的工艺优化，洛桑联邦理工学院纳米电子与结构实验室实现了覆盖有均匀二硫化钼均质层的整个晶圆的生产，从而能够采用工业标准工具在计算机上设计集成电路，并将这些设计转化为物理电路，打开大规模生产的大门。该方法可以让内存处理器获得2D材料的优异性能，并为物联网的边缘设备带来新功能，有效推动支持人工智能和其他新兴应用的非冯·诺伊曼处理架构的搭建。
该研究成果以题名“A large-scale integrated vector–matrix multiplication processor based on monolayer molybdenum disulfide memories”于11月13日发表在《自然-电子学》（Nature Electronics）期刊上。
论文链接为：https://www.nature.com/articles/s41928-023-01064-1
