Оптический чип выполняет вычисления для ИИ со «скоростью света»
Взаимодействие световых волн с твердым материалом представляет собой один из возможных путей развития компьютеров, которые преодолеют ограничения сегодняшних чипов. Сегодняшние чипы, по сути, основаны на тех же принципах, что и чипы первых дней компьютерной революции 1960-х годов.
Ученые Пенсильванского университета разработали принципиально новое решение.
Быстрое перемножение матриц
Их цель заключалась в разработке платформы для очень быстрого умножения матриц — математической операции, которая используется при разработке и функционировании нейронных сетей. Именно нейронные сети сегодня являются главной компьютерной архитектурой, реализующей работу искусственного интеллекта.
Вместо использования кремниевой пластины одинаковой толщины, объясняет соавтор работы Надер Энгета: «вы делаете кремний тоньше, скажем, на 150 нанометров», но только в определенных местах. Эти углубления без добавления каких-либо других материалов обеспечивают управление распространением света через чип. Фактически на поверхность кремниевой пластины наносится определенный шаблон, который и позволяет чипу выполнять математические вычисления «со скоростью света».
По словам соавтора работы Фируза Афлатуни эта конструкция уже готова для коммерческого применения и может быть адаптирована для использования в графических процессорах (GPU). Спрос на такие процессоры резко вырос за последние два года в связи с широким распространением чипов для новых систем искусственного интеллекта.
«Если использовать нашу платформу Silicon Photonics в качестве дополнения к обычному графическому процессору, — говорит Афлатуни, — можно ускорить обучение и распознавание».
Помимо более высокой скорости и меньшего энергопотребления, кремниево-фотонный чип обладает и другими преимуществами: он позволяет не хранить конфиденциальную информацию в рабочей памяти компьютера. Это сделает будущий компьютер, работающий на такой технологии, практически неуязвимым для взлома.
«Никто не может взломать несуществующую память, чтобы получить доступ к вашей информации», — говорит Афлатуни.