16 فوریه 2024 -توسط دانشگاه پنسیلوانیا-اعتبار: CC0 دامنه عمومی
مهندسان دانشگاه پنسیلوانیا تراشه جدیدی ساخته اند که از امواج نور به جای الکتریسیته برای انجام ریاضیات پیچیده ضروری برای آموزش هوش مصنوعی استفاده می کند. این تراشه این پتانسیل را دارد که سرعت پردازش کامپیوترها را به شدت افزایش دهد و در عین حال مصرف انرژی آنها را کاهش دهد.طراحی تراشه سیلیکون فوتونیک (SiPh) اولین چیزی است که برنده مدال بنجامین فرانکلین و تحقیقات پیشگام پروفسور نادر انگتا، در پلتفرم SiPh که از سیلیکون استفاده می کند، عنصر ارزان و فراوانی که برای تولید انبوه تراشه های کامپیوتری استفاده می شود.
برهمکنش امواج نور با ماده یکی از راه های ممکن برای توسعه رایانه هایی است که جایگزین محدودیت های تراشه های امروزی می شوند، که اساساً بر اساس همان اصول تراشه های اولین روزهای انقلاب محاسباتی در دهه 1960 هستند.
در مقاله ای که در Nature Photonics منتشر شده است، گروه انگتا به همراه گروه فیروز افلاطونی، دانشیار مهندسی برق و سیستم، توسعه تراشه جدید را شرح می دهند.
هدف آنها ایجاد پلتفرمی برای انجام آنچه به عنوان ضرب ماتریس برداری شناخته می شود، یک عملیات ریاضی هسته ای در توسعه و عملکرد شبکه های عصبی، معماری کامپیوتری که ابزارهای هوش مصنوعی امروزی را تقویت می کند، بود.
Engheta توضیح می دهد که به جای استفاده از ویفر سیلیکونی با ارتفاع یکنواخت، “شما سیلیکون را نازک تر می کنید، مثلاً 150 نانومتر”، اما فقط در مناطق خاص. این تغییرات در ارتفاع – بدون افزودن مواد دیگر – وسیله ای برای کنترل انتشار نور از طریق تراشه فراهم می کند، زیرا تغییرات ارتفاع می تواند توزیع شود تا نور را در الگوهای خاصی پراکنده کند و به تراشه اجازه می دهد تا محاسبات ریاضی را با سرعت نور انجام دهد.
افلاطونی می گوید با توجه به محدودیت های تحمیل شده توسط کارخانه سازنده تجاری که تراشه ها را تولید می کند، این طرح در حال حاضر برای کاربردهای تجاری آماده است و به طور بالقوه می تواند برای استفاده در واحدهای پردازش گرافیکی (GPU) که تقاضا برای آنها با گسترش گسترده علاقه به توسعه سیستم های هوش مصنوعی جدید افزایش یافته است، سازگار شود.
افلاطونی می‌گوید: «آنها می‌توانند پلتفرم Silicon Photonics را به‌عنوان یک افزونه بکار گیرند، و سپس می‌توانید آموزش و طبقه‌بندی را تسریع کنید».
علاوه بر سرعت بیشتر و مصرف انرژی کمتر، تراشه انگتا و افلاطونی دارای مزایای حفظ حریم خصوصی نیز می باشد: از آنجایی که بسیاری از محاسبات می توانند به طور همزمان انجام شوند، نیازی به ذخیره اطلاعات حساس در حافظه کاری رایانه نخواهد بود، و این امر باعث می شود که رایانه آینده با چنین فناوری عملا غیرقابل هک شدن باشد.
افلاطونی می‌گوید: «هیچ‌کس نمی‌تواند حافظه‌ای که وجود ندارد را برای دسترسی به اطلاعات شما هک کند.
وحید نیکخواه، علی پیرمرادی، فرشید آشتیانی و برایان ادواردز از مهندسی پن از دیگر نویسندگان همکار هستند.
