Nowa generacja chipów – fotonika otwiera drogę do superwydajnej AI

Nowatorski układ opracowany na Uniwersytecie Florydy wykorzystuje światło do wykonywania kluczowych obliczeń AI. Dzięki integracji elementów optycznych z krzemowym chipem pozwala on nawet stukrotnie zmniejszyć zużycie energii przy rozpoznawaniu obrazów i innych zadaniach uczenia maszynowego.

Dodaj do ulubionych źródeł w Google
Posłuchaj
00:00

Zespół z Uniwersytetu Florydy opracował nowy rodzaj układu scalonego, który łączy światło i elektryczność, aby realizować jedno z najbardziej energochłonnych zadań sztucznej inteligencji – rozpoznawanie obrazów i wykrywanie wzorców. Wykorzystanie światła w procesie obliczeniowym radykalnie zmniejsza zapotrzebowanie na energię, nawet 10–100 razy w porównaniu z obecnie stosowanymi chipami wykonującymi te same operacje. Takie podejście może nie tylko odciążyć przeciążone sieci energetyczne, ale również umożliwić rozwój bardziej wydajnych modeli i systemów AI.

Przełom w energooszczędnym uczeniu maszynowym

Systemy sztucznej inteligencji są dziś fundamentem technologii – od rozpoznawania twarzy, przez tłumaczenie języka, po analizę obrazów medycznych. Wraz ze wzrostem złożoności modeli rośnie jednak zużycie energii elektrycznej, co staje się poważnym wyzwaniem dla efektywności i zrównoważonego rozwoju.

Nowy chip, opisany na łamach czasopisma Advanced Photonics, został zaprojektowany do wykonywania operacji splotu, czyli podstawowej funkcji w uczeniu maszynowym, pozwalającej systemom AI na wykrywanie wzorców w obrazach, wideo i tekście.

Fotoniczny przełom technologiczny

Układ wykorzystuje elementy optyczne zintegrowane bezpośrednio z krzemowym chipem. Dzięki zastosowaniu światła laserowego i mikroskopijnych soczewek Fresnela obliczenia realizowane są znacznie szybciej i przy minimalnym poborze energii.

- Wykonywanie kluczowych obliczeń uczenia maszynowego przy niemal zerowym zużyciu energii to ogromny krok naprzód dla przyszłych systemów AI – podkreśla prof. Volker J. Sorger, kierujący badaniami.

W testach prototyp osiągnął 98% skuteczności w klasyfikacji ręcznie pisanych cyfr, porównywalnie z tradycyjnymi chipami elektronicznymi. Zastosowane soczewki Fresnela są cieńsze od ludzkiego włosa i wytwarzane w standardowych procesach półprzewodnikowych.

Wielokanałowe przetwarzanie dzięki fotonice

Naukowcy wykazali również, że chip może równolegle przetwarzać wiele strumieni danych, wykorzystując różne długości fali światła – tzw. zwielokrotnianie z podziałem długości fali.

- Możemy jednocześnie przesyłać przez soczewkę wiele kolorów światła, co stanowi kluczową przewagę fotoniki – wyjaśnia współautor badań, dr Hangbo Yang.

Badania były prowadzone we współpracy z Florida Semiconductor Institute, UCLA oraz George Washington University. Sorger zauważa, że elementy optyczne są już stosowane w części układów AI produkowanych przez takie firmy jak NVIDIA, co ułatwi integrację tej technologii w przyszłości.

- W niedalekiej przyszłości układy oparte na optyce staną się kluczowym elementem każdego chipu AI, a obliczenia fotoniczne to kolejny etap rozwoju – podsumowuje Sorger.

 

Źródło: Techxplore

Chcesz częściej widzieć nasze artykuły w Google? Dodaj ElektronikaB2B do ulubionych źródeł
Powiązane treści
Nadciąga "chipflacja" - szybko zmienią się ceny
SiTime Titan: najmniejszy rezonator na świecie otwiera nową erę elektroniki
Microchip zawiera umowę partnerską z Delta Electronics w sprawie rozwiązań z węglika krzemu
Cyborgi z czułkami – owady sterowane mikrochipem nową nadzieją dla ratownictwa
Microchip rozszerza ofertę rozwiązań kosmicznych o przetwornicę DC/DC SA15-28 i filtr EMI SF100-28
Edge AI w natarciu – miliardowe inwestycje w inteligentny sprzęt
Nordic Semiconductor przejmuje firmę Memfault i wprowadza na rynek pierwszą kompletną platformę typu chip-chmura
Rynek chipsetów 5G przyspiesza – do 2032 roku osiągnie wartość 39 mld USD
Zobacz więcej w kategorii: Gospodarka
Komponenty
Microchip przejmuje Hailo i rozszerza ofertę układów Edge AI
Produkcja elektroniki
Nexperia i Tata Electronics łączą siły w produkcji półprzewodników w Indiach
Mikrokontrolery i IoT
Raspberry Pi zwiększa przychody o 90% dzięki klientom przemysłowym
Komunikacja
Polish SatCom Alliance: Polskie spółki łączą siły na rzecz suwerennej łączności satelitarnej
Zasilanie
Pylontech uruchamia seryjną produkcję ogniw LFP 588 Ah i 601 Ah
Produkcja elektroniki
Nowa fabryka CATL uruchamia próbną produkcję ogniw akumulatorowych na Węgrzech
Zobacz więcej z tagiem: Komponenty
Technika
Niewielka uszczelka, ogromne znaczenie. Jak uszczelnienia FOF decydują o skuteczności ekranowania EMC obudów?
Technika
Folie termoprzewodzące elektroizolujące – jak jednocześnie odprowadzać ciepło i izolować elektrycznie?
Prezentacje firmowe
Specjalistyczne pianki poliuretanowe DUNA Corradini w zastosowaniach przemysłowych i modelarskich

Kompatybilność elektromagnetyczna

Historia EMC (electromagnetic compatibility) zaczyna się od potrzeby opanowania problemu: co zrobić, gdy jedno urządzenie zaczyna zakłócać pracę drugiego. Miała swój początek wraz z pojawianiem się coraz większej liczby urządzeń elektrycznych wykonujących bardziej złożone zadania. Początkowo problem ten miał charakter niemal przypadkowy, a przybrał rolę istotnego wyzwania technicznego wymagającego systematycznego podejścia. Aktualnie jest to obowiązkowy punkt w produkcji urządzeń elektrycznych oraz elektronicznych.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów