ชิปหน่วยความจำใหม่ที่ควบคุมด้วยแสงและแม่เหล็กทำให้คอมพิวเตอร์ AI กินพลังงานน้อยลง

นักวิจัยชาวอเมริกันกำลังพัฒนาชิปหน่วยความจำชนิดใหม่ที่สามารถทั้งจัดเก็บข้อมูลและประมวลผลด้วยความเร็วและประสิทธิภาพสูง

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

นักวิจัยกล่าวว่าชิปหน่วยความจำแบบโฟโตแมกเนติกอาจช่วยลดการใช้พลังงาน ทำให้มีพลังงานเหลือเฟือสำหรับปัญญาประดิษฐ์ (AI) (ที่มา: Live Science)

นี่คือชิปหน่วยความจำ (หรือเซลล์หน่วยความจำ) ความเร็วสูงชนิดใหม่ที่ใช้ทั้งสัญญาณแสงและสัญญาณแม่เหล็กในการประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ

ทีมวิจัยระบุในวารสาร Nature Photonics ว่า เซลล์หน่วยความจำเหล่านี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถคำนวณด้วยความเร็วสูงได้ ความเร็วในการประมวลผลที่เร็วขึ้นและการใช้พลังงานที่ต่ำลงจะช่วยให้ศูนย์ข้อมูลสามารถขยายขนาดได้ง่ายขึ้น ทำให้ระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) สามารถทำงานร่วมกับระบบเหล่านี้ได้ง่ายขึ้น

นาธาน ยังบลัด ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยและวิศวกรไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์จากมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก (สหรัฐอเมริกา) กล่าวว่า “ศูนย์ข้อมูลที่มีหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) หลายพันตัวนั้นต้องการพลังงานจำนวนมาก และวิธีแก้ปัญหาที่มักใช้ก็คือการซื้อ GPU เพิ่ม ซึ่งจะทำให้สิ้นเปลืองพลังงานมากขึ้น ดังนั้น หากเทคโนโลยีด้านแสงสามารถแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วกว่า ก็จะเป็นทางออกในการลดการใช้พลังงาน และระบบการเรียนรู้ของเครื่องก็จะทำงานได้เร็วขึ้นด้วย”

เซลล์หน่วยความจำชนิดใหม่นี้ใช้สนามแม่เหล็กในการควบคุมสัญญาณแสงให้หมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาผ่านวงแหวนเรโซเนเตอร์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ขยายแสงที่ความยาวคลื่นเฉพาะและส่งไปยังพอร์ตเอาต์พุตหนึ่งในสองพอร์ต ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงที่พอร์ตเอาต์พุตแต่ละพอร์ต เซลล์หน่วยความจำสามารถเข้ารหัสตัวเลขตั้งแต่ 0 ถึง 1 หรือตั้งแต่ 0 ถึง -1 ได้ แตกต่างจากเซลล์หน่วยความจำแบบดั้งเดิมที่เข้ารหัสค่า 0 หรือ 1 ในบิตเดียวเท่านั้น เซลล์หน่วยความจำใหม่นี้สามารถเข้ารหัสค่าที่ไม่ใช่จำนวนเต็มได้หลายค่า ทำให้สามารถจัดเก็บข้อมูลได้มากถึง 3.5 บิตต่อเซลล์หน่วยความจำ

วิศวกรยังบลัดกล่าวว่า สัญญาณไฟที่หมุนทวนเข็มนาฬิกาและตามเข็มนาฬิกานั้น เปรียบเสมือน "นักวิ่งสองคนบนลู่เดียวกัน แต่พวกเขาวิ่งในทิศทางตรงกันข้าม โดยมีลมพัดอยู่ข้างหน้าคนหนึ่งและพัดอยู่ข้างหลังอีกคนเสมอ"

เขากล่าวเสริมว่า ตัวเลขที่ได้จากการวิ่งรอบวงแหวนเรโซเนเตอร์นี้ สามารถนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการเชื่อมต่อระหว่างโหนดในโครงข่ายประสาทเทียมได้ มันช่วยให้อัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องประมวลผลข้อมูลในลักษณะที่คล้ายคลึงกับสมองของมนุษย์

แตกต่างจากคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่ทำการคำนวณในหน่วยประมวลผลกลางแล้วส่งผลลัพธ์ไปยังหน่วยความจำ เซลล์หน่วยความจำแบบใหม่นี้ทำการคำนวณความเร็วสูงโดยตรงภายในอาร์เรย์หน่วยความจำ Youngblood กล่าวว่าการประมวลผลในหน่วยความจำมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันต่างๆ เช่น ปัญญาประดิษฐ์ ที่ต้องการประมวลผลข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็ว

ทีมวิจัยยังได้สาธิตให้เห็นถึงความทนทานของชิปหน่วยความจำแบบออปติคอล-แมกนีเซียมชนิดนี้ด้วย นักวิจัยระบุว่าพวกเขาทำการทดสอบการเขียนและลบข้อมูลมากกว่า 2 พันล้านรอบโดยไม่พบว่าประสิทธิภาพลดลง ซึ่งเป็นการพัฒนาที่ดีขึ้นถึง 1,000 เท่าเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีหน่วยความจำรุ่นก่อนๆ Youngblood กล่าวว่าแฟลชไดรฟ์แบบดั้งเดิมมีข้อจำกัดอยู่ที่การเขียนและลบข้อมูลเพียง 10,000 ถึง 100,000 รอบเท่านั้น

ในอนาคต ยังบลัดและเพื่อนร่วมงานหวังว่าจะสามารถเพิ่มเซลล์หน่วยความจำเหล่านี้ลงในคอมพิวเตอร์ได้มากขึ้น และทำการทดลองคำนวณที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นได้

เขากล่าวว่าเทคโนโลยีนี้อาจช่วยลดปริมาณไฟฟ้าที่จำเป็นในการใช้งานระบบปัญญาประดิษฐ์ได้

[โฆษณา_2]
แหล่งที่มา