Нові мікросхеми пам'яті, керовані світлом і магнітами, роблять комп'ютери зі штучним інтелектом менш енергоємними

Американські дослідники розробляють новий тип мікросхеми пам'яті, яка може як зберігати інформацію, так і виконувати обчислення з високою швидкістю та ефективністю.

Дослідники стверджують, що магнітооптичні мікросхеми пам'яті можуть допомогти зменшити споживання енергії, щоб вивільнити енергію для штучного інтелекту. (Джерело: Live Science)

Це новий тип надшвидкого чіпа пам'яті (або комірок пам'яті), який використовує як оптичні сигнали, так і магніти для ефективної обробки та зберігання даних.

Ці комірки дозволяють користувачам виконувати високошвидкісні обчислення, повідомила команда вчених у журналі Nature Photonics. Швидша швидкість обробки та нижче енергоспоживання допоможуть масштабувати центри обробки даних для легкої роботи систем штучного інтелекту (ШІ).

«Центри обробки даних з тисячами графічних процесорів (GPU) потребують багато енергії для роботи», — сказав співавтор дослідження Натан Янгблад, інженер з електротехніки та обчислювальної техніки з Університету Піттсбурга. «Рішення часто полягає в тому, щоб купити більше графічних процесорів та використовувати більше енергії. Тож, якщо оптика може вирішити цю проблему ефективніше та швидше, це зменшить споживання енергії, а система машинного навчання також працюватиме швидше».

Ці нові комірки пам'яті використовують магнітне поле для керування світловим сигналом за годинниковою стрілкою або проти годинникової стрілки через кільцевий резонатор – компонент, який підсилює світло на певних довжинах хвиль, і надсилає його на один із двох вихідних портів. Залежно від інтенсивності світла на кожному вихідному порту, комірка пам'яті може кодувати число від 0 до 1 або від 0 до мінус 1. На відміну від традиційних комірок пам'яті, які кодують лише значення 0 або 1 в біті інформації, нові комірки пам'яті можуть кодувати певну кількість нецілих значень, що дозволяє зберігати до 3,5 біта на комірку пам'яті.

Ці світлові сигнали, що рухаються проти годинникової стрілки та за годинниковою стрілкою, схожі на «двох бігунів, що біжать по одній доріжці, але вони біжать у протилежних напрямках, причому вітер завжди попереду одного та позаду іншого», — каже інженер Янгблад.

За його словами, цифри, отримані в результаті цих перегонів навколо кільцевого резонатора, можна використовувати для посилення зв'язків між вузлами в штучних нейронних мережах, допомагаючи алгоритмам машинного навчання обробляти дані подібно до людського мозку.

На відміну від традиційних комп'ютерів, які виконують обчислення в центральному процесорі, а потім надсилають результати в пам'ять, нові комірки пам'яті виконують високошвидкісні обчислення безпосередньо всередині масиву пам'яті. Янгблад сказав, що обчислення в пам'яті особливо корисні для таких застосувань, як штучний інтелект, яким потрібно дуже швидко обробляти велику кількість даних.

Команда також продемонструвала довговічність цього типу магнітооптичного чіпа пам'яті. Дослідники заявили, що вони виконали понад 2 мільярди записів і стирань на цих чіпах без жодного зниження продуктивності, що в 1000 разів краще, ніж попередні технології пам'яті. За словами Янгблада, звичайні флеш-накопичувачі обмежені від 10 000 до 100 000 записів і стирань.

У майбутньому пан Янгблад та його колеги сподіваються додати більше таких комірок пам'яті до комп'ютерів та протестувати складніші обчислення.

За його словами, ця технологія може допомогти зменшити кількість електроенергії, необхідної для роботи систем штучного інтелекту.

Джерело: 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