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.

Pesquisadores afirmam que chips de memória magneto-óptica podem ajudar a reduzir o consumo de energia, liberando 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 de forma eficiente.

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

“Data centers com milhares de unidades de processamento gráfico (GPUs) consomem muita energia para funcionar”, disse o coautor do estudo Nathan Youngblood, engenheiro elétrico e de computação da Universidade de Pittsburgh. “E a solução geralmente é comprar mais GPUs e consumir 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 funcionará mais rápido.”

Essas novas células de memória utilizam 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 comprimentos de onda específicos, para uma das 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 -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 em torno do ressonador circular podem ser usados ​​para fortalecer as conexões entre nós em redes neurais artificiais. Eles ajudam 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 diretamente dentro do 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 dos chips de memória magneto-óptica. Os pesquisadores afirmaram ter executado mais de 2 bilhões de operações de gravação e apagamento nos 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.

No futuro, Youngblood e seus colegas esperam adicionar mais dessas células de memória aos computadores e testar cálculos mais avançados.

A tecnologia pode ajudar a reduzir a quantidade de eletricidade necessária para operar sistemas de inteligência artificial, disse ele.

Fonte: 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