Inteligența artificială (AI) a devenit indispensabilă, de la recunoașterea facială și traduceri automate până la analiza imaginilor medicale sau conducerea autonomă. Dar această putere are un cost uriaș: modelele AI consumă cantități impresionante de electricitate, ceea ce ridică întrebări de eficiență și sustenabilitate.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Acum, o echipă de cercetători de la Universitatea din Florida propune o soluție spectaculoasă. Un cip pe bază de lumină și electricitate, capabil să reducă consumul energetic de până la 100 de ori. Rezultatele au fost publicate recent în revista Advanced Photonics.
Cum funcționează „cipul cu lumină”
Inovația este proiectată să realizeze proceduri matematice esențiale în învățarea automată, prin care sistemele AI identifică tipare și structuri în imagini, videoclipuri sau texte. În mod obișnuit, aceste operații necesită o putere de calcul imensă.
Cercetătorii au integrat componente optice direct pe un cip de siliciu. Astfel, convoluțiile se fac cu ajutorul luminii laser și al unor lentile microscopice, ceea ce duce la o reducere drastică a energiei consumate și la o accelerare a procesării.
„Realizarea unei operații cheie din învățarea automată aproape fără consum de energie reprezintă un salt uriaș pentru viitoarele sisteme AI”, explică Volker J. Sorger, profesor de fotonică la Universitatea din Florida și coordonator al studiului.
Rezultate spectaculoase la primele teste
Prototipul dezvoltat a reușit să clasifice cifre scrise de mână cu o acuratețe de 98%, similară cu cea a cipurilor electronice tradiționale. Diferența? Consumul energetic mult mai mic.
Sistemul folosește două seturi de lentile Fresnel miniaturizate – versiuni plate și ultrafine ale lentilelor utilizate în faruri maritime. Acestea sunt mai înguste decât un fir de păr uman și sunt gravate direct pe cip.
Procesul se desfășoară astfel: datele sunt transformate în lumină laser, trec prin lentile, unde se realizează transformarea matematică, iar rezultatul este reconvertit într-un semnal digital, gata pentru sarcina AI.
Multiplexare: mai multe culori deodată
Un alt avantaj al tehnologiei este că poate procesa simultan mai multe fluxuri de date printr-o tehnică numită multiplexare în lungime de undă. Practic, lasere de culori diferite pot trece în același timp prin lentile, ceea ce multiplică viteza de calcul.
„Putem folosi mai multe lungimi de undă, sau culori, de lumină în paralel. Este unul dintre marile avantaje ale fotonicii”, subliniază Hangbo Yang, co-autor al studiului.
Spre un viitor al calculului optic
Studiul a fost realizat în colaborare cu Florida Semiconductor Institute, UCLA și George Washington University. Cercetătorii cred că integrarea noii tehnologii va fi relativ simplă, având în vedere că mari producători precum NVIDIA folosesc deja componente optice în sistemele AI existente.
„În viitorul apropiat, opticile pe cip vor deveni o parte esențială a fiecărui cip AI pe care îl folosim zilnic. Iar calculul optic este următorul pas al inteligenței artificiale”, spune Sorger.
