Новий чип на основі світла робить штучний інтелект у 100 разів ефективнішим

Джерело: Science Daily

Дослідники з Університету Флориди розробили інноваційний кремнієвий чип, який використовує світло разом з електрикою для виконання обчислень штучного інтелекту, що дозволяє значно знизити енергоспоживання та підвищити швидкість обробки даних.

Штучний інтелект дедалі більше проникає в наше життя, забезпечуючи роботу систем розпізнавання облич, перекладу мов та інших технологій, але зростання складності моделей вимагає величезних обсягів електроенергії, створюючи виклики для енергоефективності та сталого розвитку.

Новий чип, створений командою вчених, розв’язує цю проблему, використовуючи світло для виконання однієї з найбільш енергомістких операцій штучного інтелекту – згортки, яка є ключовою для розпізнавання шаблонів у зображеннях, відео та тексті. Результати дослідження опубліковано в журналі Advanced Photonics.

Завдяки інтеграції оптичних компонентів на кремнієвий чип, дослідники створили систему, яка виконує згорткові операції за допомогою лазерного світла та мікроскопічних лінз Френеля – плоских і надтонких аналогів лінз, що використовуються в маяках. Ці лінзи, товщиною меншою за людську волосину, виготовляються за стандартними технологіями виробництва напівпровідників і вигравіювані безпосередньо на чипі. Дані для машинного навчання перетворюються на лазерне світло, яке проходить через лінзи, виконуючи математичні перетворення, після чого результат перетворюється назад у цифровий сигнал.

У тестах прототип чипа показав точність розпізнавання рукописних цифр на рівні 98%, що порівнянно з традиційними електронними чипами.

За словами керівника дослідження Волкера Соргера, професора Університету Флориди, виконання ключових обчислень машинного навчання з майже нульовим енергоспоживанням є проривом, який дозволить масштабувати можливості штучного інтелекту в майбутньому. Чип також здатний обробляти кілька потоків даних одночасно завдяки використанню лазерів різних кольорів – техніці, відомій як мультиплексування за довжиною хвилі.

Дослідник Хангбо Янг, співавтор роботи, зазначив, що це перший випадок, коли подібні оптичні обчислення були реалізовані на чипі та застосовані до нейронної мережі штучного інтелекту.

Дослідження проводилося у співпраці з Інститутом напівпровідників Флориди, Каліфорнійським університетом у Лос-Анджелесі та Університетом Джорджа Вашингтона. Соргер підкреслив, що провідні виробники чипів, такі як NVIDIA, уже використовують оптичні елементи в деяких частинах своїх систем штучного інтелекту, що полегшить інтеграцію нової технології. У найближчому майбутньому оптичні чипи можуть стати невіддільною частиною усіх систем штучного інтелекту, які ми використовуємо щодня.

• Штучний інтелект винайшов два нових потенційних антибіотики, що можуть знищити стійку до ліків гонорею та метицілин-резистентний золотистий стафілокок (MRSA).

• вчені,
• дослідження,
• США,
• ші,
• штучний інтелект