Исследователи из Университета Флориды разработали кремниевый чип, который использует лазерный свет и микроскопические линзы френеля для выполнения свертейных операций, основной функции в искусственном интеллекте (ИИ), со значительным снижением потребления энергии. Результаты, опубликованные в *Advanced Photonics *, подчеркивают потенциальное решение растущих потребностей в энергии все более сложных моделей ИИ. Чип интегрирует оптические компоненты непосредственно на кремний, что позволяет ему выполнять сознание, используя свет, а не полагаться исключительно на электричество. Этот подход резко сокращает потребление энергии при ускорении скорости обработки. Volker J. Sorger, профессор Rhines в полупроводнике фотоники в Университете Флориды и лидер исследования, подчеркнул важность этого прорыва, заявив, что «выполнение ключевых вычислений в области машинного обучения в почти нулевой энергии – это прыжок для будущих систем ИИ. Это важно для поддержания масштабирования возможностей ИИ в годы, чтобы наступить». В тестах прототипа чип продемонстрировал свою способность классифицировать рукописные цифры с приблизительно 98% точностью, уровень производительности, сопоставимый с уровнем обычных электронных чипов. В системе используются два набора миниатюрных линз френанина, плоские и ультратонкие версии традиционных линз, изготовленные с использованием стандартных методов производства полупроводников. Эти линзы, более узкие, чем человеческие волосы, выгравируются непосредственно на поверхность чипа. Процесс свертки включает преобразование данных машинного обучения в лазерный свет на чипе. Затем этот свет проходит через линзы Френеля, которые выполняют математическое преобразование, необходимое для свертки. Наконец, результат преобразуется обратно в цифровой сигнал для выполнения задачи ИИ. Hangbo Yang, исследовательский доцент в группе Sorger в UF и соавтор исследования, отметил новизную такого подхода, заявив, что «это первый раз, когда кто -то поместил этот тип оптических вычислений на чип и применил его к нейронной сети ИИ». Команда также продемонстрировала способность чипа одновременно обрабатывать несколько потоков данных с использованием лазеров разных цветов, метода, известного как мультиплексирование длины волны. Ян объяснил: «У нас может быть несколько длин волн или цветов, проходящего через объектив одновременно. Это ключевое преимущество фотоники». Исследование было совместным усилием с участием Флоридского полупроводникового института, UCLA и Университета Джорджа Вашингтона. Соргер отметил, что такие компании, как Nvidia, уже включают оптические элементы в определенные системы ИИ, что может облегчить интеграцию этой новой технологии. Sorger представляет будущее, в котором оптика на основе чипов является неотъемлемой частью повседневных чипов ИИ, заявляя: «В ближайшем будущем оптика на основе чипов станет ключевой частью каждого чипа ИИ, который мы используем ежедневно. И оптические вычисления ИИ будут следующими».
Source: Новый чип значительно снижает потребление энергии ИИ
