Novos chips de memória controlados por luz e ímãs tornam os computadores de IA menos consumidores de energia

Pesquisadores dos EUA estão desenvolvendo um novo tipo de chip de memória que pode armazenar informações e realizar cálculos com alta velocidade e eficiência.

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

Pesquisadores dizem que chips de memória magneto-óptica podem ajudar a reduzir o consumo de energia para liberar energia para a IA. (Fonte: Live Science)

Este é um novo tipo de chip de memória ultrarrápido (ou célula de memória) que usa sinais ópticos e ímãs para processar e armazenar dados com eficiência.

As células permitem que os usuários executem cálculos em alta velocidade, afirmou a equipe na revista Nature Photonics. A maior velocidade de processamento e o menor consumo de energia ajudarão a dimensionar os data centers para que os sistemas de inteligência artificial (IA) funcionem com mais facilidade.

“Data centers com milhares de unidades de processamento gráfico (GPUs) exigem muita energia para operar”, disse o coautor do estudo Nathan Youngblood, engenheiro elétrico e de computação da Universidade de Pittsburgh. “A solução geralmente é comprar mais GPUs e usar mais energia. Portanto, se a óptica puder resolver esse problema de forma mais eficiente e rápida, o consumo de energia será reduzido, e o sistema de aprendizado de máquina também operará mais rapidamente.”

Essas novas células de memória usam um campo magnético para direcionar um sinal de luz no sentido horário ou anti-horário através de um ressonador em anel, um componente que amplifica a luz em determinados comprimentos de onda e a envia para uma de duas portas de saída. Dependendo da intensidade da luz em cada porta de saída, a célula de memória pode codificar um número entre 0 e 1, ou entre 0 e menos 1. Ao contrário das células de memória tradicionais, que codificam apenas valores 0 ou 1 em um bit de informação, as novas células de memória podem codificar uma série de valores não inteiros, permitindo o armazenamento de até 3,5 bits por célula de memória.

Esses sinais luminosos no sentido anti-horário e horário são como “dois corredores correndo na mesma pista, mas em direções opostas, com o vento sempre na frente de um e atrás do outro”, diz o engenheiro Youngblood.

Os números coletados dessa corrida ao redor do ressonador de anel podem ser usados para fortalecer as conexões entre nós em redes neurais artificiais, ajudando algoritmos de aprendizado de máquina a processar dados de maneira semelhante ao cérebro humano, disse ele.

Ao contrário dos computadores tradicionais, que realizam cálculos na unidade central de processamento e depois enviam os resultados para a memória, as novas células de memória realizam cálculos de alta velocidade dentro do próprio conjunto de memória. Youngblood afirmou que a computação na memória é particularmente útil para aplicações como inteligência artificial, que precisam processar muitos dados muito rapidamente.

A equipe também demonstrou a durabilidade desse tipo de chip de memória magneto-óptica. Os pesquisadores afirmaram ter executado mais de 2 bilhões de operações de gravação e apagamento nesses chips sem observar qualquer degradação no desempenho, uma melhoria de 1.000 vezes em relação às tecnologias de memória anteriores. Os pen drives convencionais são limitados a 10.000 a 100.000 operações de gravação e apagamento, disse Youngblood.

Pesquisadores dos EUA estão desenvolvendo um novo tipo de chip de memória que pode armazenar informações e realizar cálculos com alta velocidade e eficiência.

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