Svjetlost poboljšava performanse u AI čipu

Sustavi umjetne inteligencije sve su važniji za tehnologiju, pokrećući sve, od prepoznavanja lica do prevođenja jezika. No, kako modeli umjetne inteligencije postaju sve složeniji, troše ogromne količine električne energije, što predstavlja izazov za energetsku učinkovitost i održivost.

Novi čip koji su razvili istraživači sa Sveučilišta Florida mogao bi pomoći u rješavanju ovog problema korištenjem svjetlosti, a ne samo električne energije, za obavljanje jednog od zadataka umjetne inteligencije koji najviše troši energiju. Njihovo istraživanje objavljeno je u časopisu Advanced Photonics.

Čip je dizajniran za izvođenje operacija konvolucije, ključne funkcije strojnog učenja koja omogućuje AI sustavima otkrivanje uzoraka u slikama, videu i tekstu. Ove operacije obično zahtijevaju značajnu računalnu snagu. Integriranjem optičkih komponenti izravno na silicijski čip, istraživači su stvorili sustav koji izvodi konvolucije pomoću laserske svjetlosti i mikroskopskih leća, dramatično smanjujući potrošnju energije i ubrzavajući obradu.

U testovima je prototip čipa klasificirao rukom pisane znamenke s točnošću od oko 98 posto, što je usporedivo s tradicionalnim elektroničkim čipovima. Sustav koristi dva seta minijaturnih Fresnelovih leća, ravnih, ultratankih verzija leća koje se nalaze u svjetionicima, izrađenih standardnim tehnikama proizvodnje poluvodiča. Ove leće su uže od ljudske dlake i ugravirane su izravno na čip.

Za izvođenje konvolucije, podaci strojnog učenja prvo se na čipu pretvaraju u lasersku svjetlost. Svjetlost prolazi kroz Fresnelove leće, koje provode matematičku transformaciju. Rezultat se zatim pretvara natrag u digitalni signal kako bi se dovršio zadatak umjetne inteligencije.

Tim je također pokazao da čip može istovremeno obrađivati ​​više tokova podataka korištenjem lasera različitih boja, tehnika poznata kao multipleksiranje valnih duljina.

„U bliskoj budućnosti, optika temeljena na čipovima postat će ključni dio svakog AI čipa koji svakodnevno koristimo“, rekao je voditelj studije Volker J. Sorger, profesor poluvodičke fotonike na Sveučilištu Florida. „A optičko AI računalstvo je sljedeće.“