Cercetătorii au dezvoltat un nou tip de celulă de memorie care poate stoca informații și poate face calcule de mare viteză și eficiență.
Celula de memorie le permite utilizatorilor să ruleze calcule de mare viteză în interiorul matricei de memorie, au raportat cercetătorii pe 23 octombrie în jurnal. Fotonica naturii. Vitezele de procesare mai mari și consumul redus de energie ar putea ajuta la extinderea centrelor de date pentru inteligenţă artificială sisteme (AI).
„Se pune multă putere și multă energie în extinderea centrelor de date sau a fermelor de calcul care au mii de GPU-uri [graphics processing units] care rulează simultan”, coautor al studiului Nathan Youngbloodun inginer electrician și informatic la Universitatea din Pittsburgh, a declarat pentru Live Science. „Și soluția nu a fost neapărat să facem lucrurile mai eficiente. A fost doar să cumperi din ce în ce mai multe GPU-uri și să cheltuiești din ce în ce mai multă putere. Deci, dacă optica poate rezolva unele dintre aceleași probleme și poate face acest lucru mai eficient și mai rapid, asta sperăm că ar duce la un consum redus de energie și la sisteme de învățare automată cu un randament mai mare.”
Noua celulă folosește câmpuri magnetice pentru a direcționa un semnal luminos de intrare fie în sensul acelor de ceasornic, fie în sens invers acelor de ceasornic printr-un rezonator în formă de inel, o componentă care intensifică lumina de anumite lungimi de undă, și într-unul dintre cele două porturi de ieșire. În funcție de intensitatea luminii de la fiecare dintre porturile de ieșire, celula de memorie poate codifica un număr între zero și unu, sau între zero și minus unu. Spre deosebire de celulele de memorie tradiționale, care codifică doar valori de zero sau unu într-un bit de informații, noua celulă poate codifica mai multe valori non-întregi, permițându-i să stocheze până la 3,5 biți pe celulă.
Înrudit: Noul disc optic „petabit-scale” poate stoca la fel de multe informații ca 15.000 de DVD-uri
Acele semnale luminoase în sens invers acelor de ceasornic și în sensul acelor de ceasornic sunt asemănătoare cu „doi alergători pe o pistă care aleargă în direcții opuse în jurul pistei, iar vântul este întotdeauna în fața unuia și în spatele celuilalt. Unul poate merge mai repede decât celălalt. “, a spus Youngblood.. “Comparați viteza cu care cei doi alergători aleargă pe pistă și asta vă permite să codificați atât numerele pozitive, cât și cele negative.”
Cifrele care rezultă din această cursă în jurul rezonatorului inel ar putea fi folosite fie pentru a întări, fie pentru a slăbi conexiunile dintre nodurile din rețelele neuronale artificiale, care sunt algoritmi de învățare automată care procesează datele în moduri similare cu creierul uman. Acest lucru ar putea ajuta rețeaua neuronală să identifice obiectele dintr-o imagine, de exemplu, a spus Youngblood.
Spre deosebire de computerele tradiționale, care fac calcule într-o unitate centrală de procesare, apoi trimit rezultatele în memorie, noile celule de memorie efectuează calcule de mare viteză în interiorul matricei de memorie în sine. Calculul în memorie este deosebit de util pentru aplicații precum inteligența artificială care trebuie să proceseze foarte rapid multe date, a spus Youngblood.
Cercetătorii au demonstrat, de asemenea, rezistența celulelor magneto-optice. Au efectuat peste 2 miliarde de cicluri de scriere și ștergere pe celule fără a observa nicio degradare a performanței, ceea ce reprezintă o îmbunătățire de 1.000 de ori față de tehnologiile anterioare de memorie fotonică, au scris cercetătorii. cicluri, a spus Youngblood.
În viitor, Youngblood și colegii săi speră să pună mai multe celule pe un cip de computer și să încerce calcule mai avansate.
În cele din urmă, această tehnologie ar putea ajuta la atenuarea cantității de energie necesară pentru a rula sisteme de inteligență artificială, a spus Youngblood.