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
Zasilanie
Unia Europejska zaostrza przepisy w kwestii baterii
Zasilanie
Flex przejął EPC Power. Wzmacnia ofertę zasilania dla centrów danych AI
Komunikacja
Orbitalne centra danych przestają być konceptem rodem z sci-fi
Projektowanie i badania
Infineon i ZuriQ rozwijają współpracę nad skalowalnymi procesorami kwantowymi
Komunikacja
Cisco otworzyło w Krakowie laboratorium sieci dla AI. Niemal 400 szaf serwerowych i 4 MW mocy IT
Zasilanie
Agrowoltaika jako odpowiedź na rosnące problemy energetyczne
Zobacz więcej z tagiem: Komponenty
Prezentacje firmowe
Architektura Intel Twin Lake: wydajne komputery SBC z chłodzeniem pasywnym dla przemysłu
Nowości
Diody transil HXY MOSFET serii SMBJ: ochrona przed przepięciami o mocy 600 W
Informacje z firm
ABC Elektronik – dystrybucja komponentów i rozwiązań EMC dla elektroniki

Zobaczyć obiekt oczami radaru, czyli dlaczego potrzebujemy laboratorium do pomiarów RCS?

Radar postrzega świat inaczej niż człowiek. Zamiast obrazu tworzonego przez światło widzialne rejestruje echo wysłanej fali elektromagnetycznej. Na odpowiedź radarową obiektu wpływają nie tylko jego rozmiary, lecz także kształt, zastosowane materiały, częstotliwość oraz kierunek obserwacji. Dlatego dwa przedmioty o podobnych wymiarach mogą być dla radaru widoczne zupełnie inaczej. Jak zatem sprawdzić, co radar rzeczywiście "widzi"? Służą temu pomiary RCS, prowadzone między innymi w specjalistycznych laboratoriach, które zapewniają kontrolowane i powtarzalne warunki oraz umożliwiają uzyskanie dokładności wymaganej w danym zastosowaniu.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów