Nowy chip znacznie zmniejsza zużycie energii AI

Naukowcy z University of Florida opracowali krzemowy układ, który wykorzystuje laserowe i mikroskopowe soczewki Fresnela do wykonywania operacji splotowych, podstawowej funkcji sztucznej inteligencji (AI), ze znacznie zmniejszonym zużyciem energii. Odkrycia, opublikowane w *Advanced Photonics *, podkreślają potencjalne rozwiązanie rosnących wymagań energii coraz bardziej złożonych modeli AI. Chip integruje komponenty optyczne bezpośrednio z krzemionem, umożliwiając mu wykonywanie zwolenników przy użyciu światła zamiast wyłącznie polegającego na energii elektrycznej. Takie podejście drastycznie ogranicza zużycie energii, przyspieszając prędkości przetwarzania. Volker J. Sorger, Rhines obdarzył profesora w fotonice półprzewodnikowej na University of Florida i lidera badania, podkreślił znaczenie tego przełomu, stwierdzając, że „wykonywanie kluczowych obliczeń w zakresie lądowania w prawie zerowej energii jest skokiem do przyszłych systemów AI. Jest to kluczowe dla utrzymania możliwości AI w nadchodzących latach”. W testach prototypowych Chip wykazał swoją zdolność do klasyfikowania odręcznych cyfr z około 98% dokładnością, co jest poziomem wydajności porównywalnym z konwencjonalnymi układami elektronicznymi. System wykorzystuje dwa zestawy zminiaturyzowanych soczewek fresnelowych, płaskich i ultracieńskich wersji tradycyjnych soczewek, wytworzonych przy użyciu standardowych technik produkcji półprzewodników. Te soczewki, węższe niż ludzkie włosy, są wyryte bezpośrednio na powierzchnię układu. Proces splotu polega na przekształcaniu danych uczenia się maszynowego w światło laserowe na układie. To światło przechodzi następnie przez soczewki Fresnela, które wykonują matematyczną transformację wymaganą do splotu. Wreszcie wynik jest przekonwertowany z powrotem w sygnał cyfrowy, aby wykonać zadanie AI. Hangbo Yang, profesor badawczy w grupie Sorgera w UF i współautor badania, zauważył nowość tego podejścia, stwierdzając: „Po raz pierwszy ktoś umieścił tego rodzaju obliczenia optyczne na chipie i zastosował go do sieci neuronowej AI”. Zespół wykazał również zdolność układu do przetwarzania wielu strumieni danych jednocześnie przy użyciu laserów o różnych kolorach, techniki znanej jako multipleksowanie długości fali. Yang wyjaśnił: „Możemy mieć wiele długości fali lub kolorów światła przechodzącego przez soczewkę w tym samym czasie. To kluczowa zaleta fotoniki”. Badanie było wspólnym wysiłkiem obejmującym Florida Semiconductor Institute, UCLA i George Washington University. Sorger zwrócił uwagę, że firmy takie jak NVIDIA zawierają już elementy optyczne w niektórych systemach AI, które mogą ułatwić integrację tej nowej technologii. Sorger przewiduje przyszłość, w której optyka oparta na chipach jest integralna z codziennymi układami AI, stwierdzając: „W najbliższej przyszłości optyka oparta na chipach stanie się kluczową częścią każdego układu AI, którego używamy codziennie. Następne jest optyczne przetwarzanie AI”.

Source: Nowy chip znacznie zmniejsza zużycie energii AI