Naukowcy opracowują chip AI działający na falach świetlnych

Szybko zbliżamy się do granic możliwości zwykłego krzemu, ponieważ tranzystory wkraczają w erę poniżej 2 nm poniżej 2 nma naukowcy z całego świata próbują znaleźć nowych materiałów które mogłyby lepiej ułatwić przyjęcie obwodów wielkości angstremów już od ponad dekady. Zamiast poszukiwać alternatywnych elektrycznych materiałów półprzewodnikowych, które mogą skurczyć się powyżej 1 nm, niektórzy naukowcy proponują zastosowanie obwodów wykorzystujących światło zamiast prądu elektrycznego. Aby zachować jak największą kompatybilność z obecną technologią tranzystorową, naukowcom udało się połączyć krzem z emiterami fotonicznymi, a jedno z najnowszych zastosowań tej kombinacji zostało dostosowane do obciążeń związanych ze sztuczną inteligencją. SciTechDaily donosi, że zespół badawczy z University of Pennsylvania kierowany przez Nadera Enghetę zdołał manipulować falami świetlnymi za pomocą krzemu w celu wykonywania obliczeń matematycznych w procesorach AI.

Nader Engheta we współpracy z Firoozem Aflatouni opracowali układ krzemowo-fotoniczny który specjalizuje się w przetwarzaniu mnożeń wektorowo-macierzowych, które są niezbędne dla dzisiejszych sieci neuronowych i aplikacji AI. Aby światło mogło rozchodzić się przez cały chip, inżynierowie musieli zmniejszyć wysokość krzemu o określoną liczbę nanometrów w określonych regionach. Wynikowe zmiany wysokości są następnie wykorzystywane do rozpraszania fal świetlnych w określonych wzorach, co prowadzi do złożonych obliczeń wykonywanych z prędkością światła.

Najwyraźniej zespół badawczy współpracował z "komercyjną odlewnią", która już dostosowała tę technologię do istniejących zakładów produkcyjnych, dzięki czemu można ją łatwo wykorzystać do produkcji chipów GPU AI. Aflatouni wyjaśnia, że odlewnie "mogą przyjąć platformę Silicon-Photonics jako dodatek, a następnie przyspieszyć szkolenie i klasyfikację"

Wykorzystanie fal świetlnych zamiast prądu elektrycznego może znacznie zwiększyć szybkość przetwarzania i wydajność energetyczną, ale może również poprawić prywatność danych. Ponieważ chip przetwarza znacznie więcej obliczeń jednocześnie, dane nie muszą być tymczasowo przechowywane w pamięci RAM, więc zhakowanie systemu staje się praktycznie niemożliwe.