कंप्यूटिंग शक्ति, विशेष रूप से कृत्रिम बुद्धिमत्ता से, दस वर्षों के भीतर वैश्विक ऊर्जा उत्पादन का एक बड़ा हिस्सा उपभोग कर सकती है, जिससे ऊर्जा विभाग को कंप्यूटर चिप्स को अधिक कुशल बनाने पर केंद्रित तीन नए अनुसंधान केंद्र स्थापित करने के लिए प्रेरित किया जा सकता है।
सैंडिया नेशनल लेबोरेटरीज के जेफरी नेल्सन कहते हैं, “हम एक अभूतपूर्व माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स ऊर्जा दक्षता चुनौती का सामना कर रहे हैं।” “अकेले कंप्यूटिंग से एक दशक के भीतर कुल ग्रहीय ऊर्जा उत्पादन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा उपभोग करने का अनुमान है।”
ऊर्जा विभाग का विज्ञान कार्यालय तीन नए माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स विज्ञान अनुसंधान केंद्रों में 179 मिलियन डॉलर के निवेश के साथ इस चुनौती का समाधान कर रहा है। एक केंद्र, जिसे MEERCAT (माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स एनर्जी एफिशिएंसी रिसर्च सेंटर फॉर एडवांस्ड टेक्नोलॉजीज) कहा जाता है, विशेष रूप से कंप्यूटिंग में ऊर्जा दक्षता को लक्षित करेगा, जिसमें सैंडिया एक संस्थापक सदस्य के रूप में काम करेगा।
घरों और कार्यस्थलों में एआई की बढ़ती उपस्थिति के कारण यह तात्कालिकता उत्पन्न हुई है। एआई एल्गोरिदम पारंपरिक कंप्यूटिंग की तुलना में अधिक ऊर्जा की खपत करते हैं, और क्वांटम कंप्यूटिंग जैसी अन्य उभरती प्रौद्योगिकियों के साथ मिलकर, वे बिजली प्रणालियों पर अभूतपूर्व मांग पैदा कर रहे हैं।
सिलिकॉन-आधारित कंप्यूटिंग को पूरी तरह से बदलने के बजाय, शोधकर्ता मौजूदा सिलिकॉन प्रक्रियाओं में नई सामग्रियों को एकीकृत करने के तरीके तलाश रहे हैं। टीम मोलिब्डेनम डाइसल्फ़ाइड, गैलियम आर्सेनाइड और डायमंड जैसी सामग्रियों की जांच कर रही है, जो सैद्धांतिक रूप से अधिक ऊर्जा-कुशल कंप्यूटर चिप्स बना सकते हैं।
“वे बहुत आशाजनक हैं,” नेल्सन इन वैकल्पिक सामग्रियों के बारे में कहते हैं। हालाँकि, चुनौती स्थापित सिलिकॉन विनिर्माण प्रणालियों के भीतर काम करते हुए उन्हें बड़े पैमाने पर उत्पादित करने के तरीकों को विकसित करने में है।
यह पहल ऊर्जा विभाग के सभी पांच नैनोस्केल विज्ञान अनुसंधान केंद्रों के साथ-साथ फर्मी नेशनल एक्सेलेरेटर प्रयोगशाला, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और एमआईटी लिंकन प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं को एक साथ लाती है। यह सहयोग राष्ट्रीय प्राथमिकताओं को संबोधित करने के तरीकों की खोज करने वाले सुविधा निदेशकों के बीच दो साल की द्विसाप्ताहिक चर्चा से उभरा।
नेल्सन कहते हैं, “कई राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं और विश्वविद्यालयों में सहयोग करके, हमारा लक्ष्य वास्तव में नवाचार खोज प्रक्रिया में तेजी लाना और आर्थिक और राष्ट्रीय सुरक्षा पर सकारात्मक प्रभाव डालना है।”
यह कार्य चिप्स और विज्ञान अधिनियम 2022 के भाग, माइक्रो एक्ट द्वारा अधिकृत है, जिसने संयुक्त राज्य अमेरिका में उन्नत अर्धचालक सुविधाओं के निर्माण के लिए अरबों लोगों को निर्देशित किया है। विनिर्माण से परे, कानून भविष्य की चिप प्रौद्योगिकियों को आगे बढ़ाने के लिए मौलिक अनुसंधान का समर्थन करता है।
नेल्सन बताते हैं, “हम कंपनियों की समस्याओं को समझने के लिए उनके साथ काम कर रहे हैं और इन समस्याओं को तुरंत हल करने के लिए डीओई भर से विशेषज्ञों को एक साथ बुला रहे हैं।”
अनुसंधान केंद्र चार साल तक काम करेंगे, जिसमें MEERCAT विशेष रूप से ऐसे समाधानों पर ध्यान केंद्रित करेगा जो सेंसिंग, एज प्रोसेसिंग, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और उच्च-प्रदर्शन कंप्यूटिंग को जोड़ते हैं। अन्य दो केंद्र उच्च विकिरण, क्रायोजेनिक और उच्च चुंबकीय क्षेत्र स्थितियों सहित चरम वातावरण में चिप्स को लचीला बनाने पर ध्यान केंद्रित करेंगे।
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