Nové paměťové čipy ovládané světlem a magnety snižují spotřebu energie počítačů s umělou inteligencí

Američtí vědci vyvíjejí nový typ paměťového čipu, který dokáže ukládat informace a provádět výpočty s vysokou rychlostí a efektivitou.

Výzkumníci tvrdí, že magnetooptické paměťové čipy by mohly pomoci snížit spotřebu energie a uvolnit tak energii pro umělou inteligenci. (Zdroj: Live Science)

Jedná se o nový typ ultrarychlého paměťového čipu (nebo paměťové buňky), který k efektivnímu zpracování a ukládání dat využívá optické signály i magnety.

Tým vědců v časopise Nature Photonics uvedl, že buňky umožňují uživatelům provádět vysokorychlostní výpočty. Vyšší rychlost zpracování a nižší spotřeba energie pomohou škálovat datová centra pro systémy umělé inteligence (AI) tak, aby mohly snadno fungovat.

„Datová centra s tisíci grafickými procesory (GPU) vyžadují k provozu spoustu energie,“ řekl spoluautor studie Nathan Youngblood, elektrotechnik a počítačový inženýr z Pittsburské univerzity. „Řešením je často koupit více GPU a spotřebovat více energie. Pokud tedy optika dokáže tento problém vyřešit efektivněji a rychleji, sníží se spotřeba energie a systém strojového učení bude také fungovat rychleji.“

Tyto nové paměťové buňky využívají magnetické pole k řízení světelného signálu ve směru nebo proti směru hodinových ručiček přes prstencový rezonátor, což je součástka, která zesiluje světlo na určitých vlnových délkách a odesílá ho do jednoho ze dvou výstupních portů. V závislosti na intenzitě světla na každém výstupním portu může paměťová buňka kódovat číslo mezi 0 a 1 nebo mezi 0 a mínus 1. Na rozdíl od tradičních paměťových buněk, které kódují pouze hodnoty 0 nebo 1 v bitu informace, mohou nové paměťové buňky kódovat řadu neceločíselných hodnot, což umožňuje uložení až 3,5 bitu na paměťovou buňku.

Ty světelné signály ve směru a proti směru hodinových ručiček jsou jako „dva běžci běžící po stejné dráze, ale běží v opačných směrech, přičemž vítr vane vždy před jedním a za druhým,“ říká inženýr Youngblood.

Čísla získaná z tohoto závodu kolem prstencového rezonátoru lze podle něj použít k posílení spojení mezi uzly v umělých neuronových sítích, což pomůže algoritmům strojového učení zpracovávat data podobným způsobem jako lidský mozek.

Na rozdíl od tradičních počítačů, které provádějí výpočty v centrální procesorové jednotce a poté odesílají výsledky do paměti, nové paměťové buňky provádějí vysokorychlostní výpočty přímo uvnitř paměťového pole. Youngblood uvedl, že výpočty v paměti jsou obzvláště užitečné pro aplikace, jako je umělá inteligence, které potřebují velmi rychle zpracovat velké množství dat.

Tým také prokázal odolnost tohoto typu magnetooptického paměťového čipu. Výzkumníci uvedli, že na těchto čipech provedli více než 2 miliardy zápisů a mazání, aniž by zaznamenali jakékoli snížení výkonu, což je tisícinásobné zlepšení oproti předchozím paměťovým technologiím. Konvenční flash disky jsou omezeny na 10 000 až 100 000 zápisů a mazání, uvedl Youngblood.

Pan Youngblood a jeho kolegové doufají, že v budoucnu přidají do počítačů více těchto paměťových buněk a otestují pokročilejší výpočty.

Technologie by podle něj mohla pomoci snížit množství elektřiny potřebné k provozu systémů umělé inteligence.

Zdroj: https://baoquocte.vn/chip-bo-nho-moi-duoc-dieu-khien-bang-anh-sang-va-nam-cham-giup-may-tinh-ai-it-ngon-dien-hon-292647.html