Floridan yliopiston tutkijat ovat kehittäneet piisirun, joka hyödyntää laservaloa ja mikroskooppisia Fresnel -linssejä konvoluutiooperaatioiden suorittamiseksi, joka on tekoälyn ydintoiminto (AI), ja energiankulutus vähensi huomattavasti. Kuvassa *Advanced Photonics *julkaistut havainnot korostavat potentiaalista ratkaisua yhä monimutkaisempien AI -mallien kasvavalle energiatarpeelle. Siru integroi optiset komponentit suoraan piihin, jolloin se voi suorittaa kääntymisiä valolla sen sijaan, että luottaisi yksinomaan sähköön. Tämä lähestymistapa vähentää dramaattisesti energiankulutusta nopeuttaen prosessointinopeutta. Floridan yliopiston puolijohteiden fotoniikan professori Volker J. Sorger korosti tämän läpimurton merkitystä, jossa todettiin, että ”keskeisen koneen oppimisen laskennan suorittaminen lähellä nollaenergiaa on hyppääminen tuleville AI -järjestelmille. Tämä on kriittistä, että se on saanut aikaan tulevien AI -järjestelmien skaalaamisen. Prototyyppikokeissa siru osoitti kykynsä luokitella käsin kirjoitetut numerot noin 98%: n tarkkuudella, suorituskykytaso, joka on verrattavissa tavanomaisten elektronisten sirujen kanssa. Järjestelmässä käytetään kahta miniatyrisoituja fresnel -linssejä, perinteisten linssien litteitä ja ultratiniversioita, jotka on valmistettu käyttämällä tavanomaisia puolijohdevalmistustekniikoita. Nämä linssit, jotka ovat kapeampia kuin ihmisen hiukset, syövytetään suoraan sirun pinnalle. Konvoluutioprosessiin sisältyy koneoppimistietojen muuntaminen sirun laservaloksi. Tämä valo kulkee sitten Fresnel -linssien läpi, jotka suorittavat konvoluutioon tarvittavan matemaattisen muutoksen. Lopuksi tulos muunnetaan takaisin digitaaliseksi signaaliksi AI -tehtävän suorittamiseksi. Rangbo Yang, Sorgerin UF: n ryhmän tutkijaprofessori ja tutkimuksen yhteiskirjailija, totesi tämän lähestymistavan uutuuden ja totesi: ”Tämä on ensimmäinen kerta, kun joku on asettanut tämän tyyppisen optisen laskennan sirulle ja soveltanut sitä AI -hermoverkkoon.” Ryhmä osoitti myös sirun kyvyn käsitellä useita tietovirtoja samanaikaisesti käyttämällä eri värejä lasereita, tekniikkaa, joka tunnetaan aallonpituuden multipleksoinnissa. Yang selitti: ”Meillä voi olla useita aallonpituuksia tai värejä valon, joka kulkee linssin läpi samanaikaisesti. Se on fotoniikan keskeinen etu.” Tutkimus oli yhteistyöpyrkimys, johon osallistui Florida Semiconductor Institute, UCLA ja George Washington University. Sorger huomautti, että NVIDIA: n kaltaiset yritykset sisällyttävät jo optiset elementit tietyihin AI -järjestelmiin, mikä voisi helpottaa tämän uuden tekniikan integrointia. Sorger suunnittelee tulevaisuutta, jossa sirupohjainen optiikka on olennainen osa jokapäiväistä AI-siruja, ja toteaa: ”Lähitulevaisuudessa sirupohjainen optiikka tulee avainosa jokaisesta päivittäisestä AI-sirusta. Ja seuraava optinen AI-tietojenkäsittely on seuraava.”
Source: Uusi siru vähentää merkittävästi AI -energiankulutusta
