تراشه‌های حافظه جدید که توسط نور و آهنربا کنترل می‌شوند، کامپیوترهای هوش مصنوعی را کم‌مصرف‌تر می‌کنند

محققان آمریکایی در حال توسعه نوع جدیدی از تراشه حافظه هستند که هم می‌تواند اطلاعات را ذخیره کند و هم محاسبات را با سرعت و کارایی بالا انجام دهد.

Chip bộ nhớ mới được điều khiển bằng ánh sáng và nam châm giúp máy tính AI ít ngốn điện hơn

محققان می‌گویند تراشه‌های حافظه مغناطیسی-نوری می‌توانند به کاهش مصرف برق کمک کنند تا انرژی برای هوش مصنوعی آزاد شود. (منبع: Live Science)

این نوع جدیدی از تراشه حافظه (یا سلول حافظه) فوق سریع است که از سیگنال‌های نوری و آهنربا برای پردازش و ذخیره کارآمد داده‌ها استفاده می‌کند.

این تیم در مجله Nature Photonics اعلام کرد که این سلول‌ها به کاربران اجازه می‌دهند محاسبات با سرعت بالا را انجام دهند. سرعت پردازش بالاتر و مصرف انرژی کمتر به مراکز داده مقیاس‌پذیر کمک می‌کند تا سیستم‌های هوش مصنوعی (AI) به راحتی کار کنند.

ناتان یانگ‌بلاد، مهندس برق و کامپیوتر از دانشگاه پیتسبورگ و از نویسندگان این مطالعه، گفت: «مراکز داده با هزاران واحد پردازش گرافیکی (GPU) برای کار به انرژی زیادی نیاز دارند. راه‌حل اغلب خرید GPUهای بیشتر و استفاده از انرژی بیشتر است. بنابراین اگر اپتیک بتواند این مشکل را کارآمدتر و سریع‌تر حل کند، مصرف برق را کاهش می‌دهد و سیستم یادگیری ماشین نیز سریع‌تر عمل خواهد کرد.»

این سلول‌های حافظه جدید از یک میدان مغناطیسی برای هدایت سیگنال نوری در جهت عقربه‌های ساعت یا خلاف جهت عقربه‌های ساعت از طریق یک تشدیدگر حلقه‌ای، قطعه‌ای که نور را در طول موج‌های خاص تقویت می‌کند، استفاده می‌کنند و آن را به یکی از دو پورت خروجی می‌فرستند. بسته به شدت نور در هر پورت خروجی، سلول حافظه می‌تواند عددی بین ۰ تا ۱ یا بین ۰ تا منفی ۱ را رمزگذاری کند. برخلاف سلول‌های حافظه سنتی که فقط مقادیر ۰ یا ۱ را در یک بیت اطلاعات رمزگذاری می‌کنند، سلول‌های حافظه جدید می‌توانند تعدادی از مقادیر غیر صحیح را رمزگذاری کنند و امکان ذخیره حداکثر ۳.۵ بیت در هر سلول حافظه را فراهم کنند.

مهندس یانگ‌بلاد می‌گوید: «آن سیگنال‌های نوری خلاف جهت عقربه‌های ساعت و ساعت‌گرد مانند دو دونده‌ای هستند که در یک مسیر می‌دوند، اما در جهت مخالف هم، و باد همیشه از جلوی یکی و از پشت دیگری می‌وزد.»

او گفت اعداد جمع‌آوری‌شده از این مسابقه در اطراف تشدیدگر حلقه‌ای می‌توانند برای تقویت ارتباطات بین گره‌ها در شبکه‌های عصبی مصنوعی استفاده شوند و به الگوریتم‌های یادگیری ماشین کمک کنند تا داده‌ها را به روشی مشابه مغز انسان پردازش کنند.

برخلاف رایانه‌های سنتی که محاسبات را در واحد پردازش مرکزی انجام می‌دهند و سپس نتایج را به حافظه ارسال می‌کنند، سلول‌های حافظه جدید محاسبات پرسرعت را درست در داخل آرایه حافظه انجام می‌دهند. یانگبلاد گفت محاسبات درون حافظه‌ای به ویژه برای برنامه‌هایی مانند هوش مصنوعی که نیاز به پردازش سریع داده‌های زیادی دارند، مفید است.

این تیم همچنین دوام این نوع تراشه حافظه مغناطیسی-نوری را نشان داد. محققان گفتند که بیش از ۲ میلیارد عملیات نوشتن و پاک کردن را روی این تراشه‌ها بدون مشاهده هیچ گونه افت عملکردی اجرا کرده‌اند که پیشرفتی ۱۰۰۰ برابری نسبت به فناوری‌های حافظه قبلی است. یانگبلاد گفت، فلش درایوهای معمولی به ۱۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ عملیات نوشتن و پاک کردن محدود می‌شوند.

آقای یانگبلاد و همکارانش امیدوارند در آینده تعداد بیشتری از این سلول‌های حافظه را به رایانه‌ها اضافه کنند و محاسبات پیشرفته‌تری را آزمایش کنند.

او گفت که این فناوری می‌تواند به کاهش میزان برق مورد نیاز برای اجرای سیستم‌های هوش مصنوعی کمک کند.

منبع