Cip memori baharu yang dikawal oleh cahaya dan magnet menjadikan komputer AI kurang haus kuasa

Penyelidik AS sedang membangunkan jenis cip memori baharu yang boleh menyimpan maklumat dan melakukan pengiraan dengan kelajuan dan kecekapan tinggi.

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

Penyelidik mengatakan cip memori magneto-optik boleh membantu mengurangkan penggunaan kuasa untuk membebaskan kuasa untuk AI. (Sumber: Sains Langsung)

Ini ialah jenis cip memori ultra-pantas (atau sel memori) baharu yang menggunakan kedua-dua isyarat optik dan magnet untuk memproses dan menyimpan data dengan cekap.

Sel-sel itu membolehkan pengguna menjalankan pengiraan berkelajuan tinggi, kata pasukan itu dalam jurnal Nature Photonics . Kelajuan pemprosesan yang lebih pantas dan penggunaan tenaga yang lebih rendah akan membantu skala pusat data untuk sistem kecerdasan buatan (AI) berfungsi dengan mudah.

"Pusat data dengan beribu-ribu unit pemprosesan grafik (GPU) memerlukan banyak tenaga untuk beroperasi," kata pengarang bersama kajian Nathan Youngblood, seorang jurutera elektrik dan komputer di Universiti Pittsburgh. "Penyelesaian selalunya adalah untuk membeli lebih banyak GPU dan menggunakan lebih banyak tenaga. Jadi jika optik dapat menyelesaikan masalah ini dengan lebih cekap dan lebih pantas, ia akan mengurangkan penggunaan kuasa, dan sistem pembelajaran mesin juga akan beroperasi dengan lebih pantas."

Sel memori baharu ini menggunakan medan magnet untuk mengarahkan isyarat cahaya mengikut arah jam atau lawan jam melalui resonator gelang, komponen yang meningkatkan cahaya pada panjang gelombang tertentu, dan menghantarnya ke salah satu daripada dua port keluaran. Bergantung pada keamatan cahaya pada setiap port output, sel memori boleh mengekod nombor antara 0 dan 1, atau antara 0 dan tolak 1. Tidak seperti sel memori tradisional yang hanya mengekod 0 atau 1 nilai dalam sedikit maklumat, sel memori baharu boleh mengekod beberapa nilai bukan integer, membenarkan penyimpanan sehingga 3.5 bit setiap sel memori.

Isyarat cahaya lawan jam dan arah jam itu seperti "dua pelari berlari di trek yang sama, tetapi mereka berlari dalam arah yang bertentangan, dengan angin sentiasa di hadapan satu dan di belakang yang lain," kata jurutera Youngblood.

Nombor yang diperoleh daripada perlumbaan di sekitar resonator cincin ini boleh digunakan untuk mengukuhkan hubungan antara nod dalam rangkaian saraf tiruan, membantu algoritma pembelajaran mesin memproses data dengan cara yang serupa dengan otak manusia, katanya.

Tidak seperti komputer tradisional, yang melakukan pengiraan dalam unit pemprosesan pusat dan kemudian menghantar keputusan ke ingatan, sel memori baharu melakukan pengiraan berkelajuan tinggi betul-betul di dalam tatasusunan memori. Youngblood berkata pengkomputeran dalam memori amat berguna untuk aplikasi seperti kecerdasan buatan yang perlu memproses banyak data dengan cepat.

Pasukan itu juga menunjukkan ketahanan jenis cip memori magneto-optik ini. Para penyelidik berkata mereka menjalankan lebih daripada 2 bilion penulisan dan pemadaman pada cip ini tanpa melihat sebarang kemerosotan dalam prestasi, peningkatan 1,000 kali ganda berbanding teknologi memori sebelumnya. Pemacu kilat konvensional dihadkan kepada 10,000 hingga 100,000 penulisan dan pemadaman, kata Youngblood.

Pada masa hadapan, Encik Youngblood dan rakan-rakannya berharap dapat menambahkan lebih banyak sel memori ini pada komputer dan menguji pengiraan yang lebih maju.

Teknologi itu boleh membantu mengurangkan jumlah elektrik yang diperlukan untuk menjalankan sistem kecerdasan buatan, katanya.

Sumber