Valolla ja magneeteilla ohjattu uusi muistisiru voisi jonain päivänä tehdä tekoälyn laskemisesta vähemmän virtaa kuluttavaa

Uuden tyyppinen ultranopea muisti käyttää optisia signaaleja ja magneetteja tietojen tehokkaaseen käsittelyyn ja tallentamiseen.

Kun ostat sivustollamme olevien linkkien kautta, voimme ansaita kumppanipalkkion. Näin se toimii.

Tutkijat ovat kehittäneet uudentyyppisen muistisolun, joka voi sekä tallentaa tietoa että tehdä nopeita ja tehokkaita laskelmia.

Muistisolun avulla käyttäjät voivat suorittaa nopeita laskelmia muistiryhmän sisällä, tutkijat raportoivat 23. lokakuuta Nature Photonics -lehdessä. Suuremmat prosessointinopeudet ja alhainen energiankulutus voivat auttaa laajentamaan tietokeskuksia keinoälyä (AI) varten.

"Sallitaan paljon tehoa ja energiaa sellaisten datakeskusten tai laskentatilojen laajentamiseen, joissa on tuhansia samanaikaisesti käynnissä olevia GPU:ita [grafiikkaprosessointiyksiköitä]", tutkimuksen toinen kirjoittaja Nathan Youngblood Pittsburghin yliopiston sähkö- ja tietokoneinsinööri kertoi Live Sciencelle. "Eikä ratkaisu ole välttämättä ollut asioiden tehostaminen. Se on vain ollut ostaa enemmän ja enemmän grafiikkasuoritteita ja kuluttaa enemmän ja enemmän tehoa. Joten jos optiikka voi ratkaista joitain samoja ongelmia ja tehdä sen tehokkaammin ja nopeammin, se toivottavasti johtaisi pienempään virrankulutukseen ja suurempiin koneoppimisjärjestelmiin."

Uusi kenno ohjaa magneettikenttien avulla tulevan valosignaalin joko myötä- tai vastapäivään renkaanmuotoisen resonaattorin, joka on komponentti, joka voimistaa tietyn aallonpituuden valoa, läpi toiseen kahdesta lähtöportista. Riippuen valon voimakkuudesta kussakin lähtöportissa, muistisolu voi koodata luvun nollan ja yhden välillä tai nollan ja miinus yhden välillä. Toisin kuin perinteiset muistisolut, jotka koodaavat vain nollan tai yhden informaatiobitin arvoja, uusi solu voi koodata useita ei-kokonaislukuarvoja, jolloin se voi tallentaa jopa 3,5 bittiä solua kohden.

Aiheeseen liittyvä: Uusi "petabittimittaisen" optinen levy voi tallentaa jopa 15 000 DVD-levyä

Nuo vasta- ja myötäpäivään valomerkit ovat samankaltaisia kuin "kaksi juoksijaa radalla, jotka juoksevat vastakkaisiin suuntiin radan ympäri ja tuuli on aina yhtä vastapäätä ja toista taaksepäin. Toinen voi mennä nopeammin kuin toinen ", Youngblood sanoi. "Vertaat nopeutta, jolla nämä kaksi juoksijaa juoksevat radalla, ja sen avulla voit pohjimmiltaan koodata sekä positiivisia että negatiivisia lukuja.

Tästä rengasresonaattorin ympärillä tapahtuvasta kilpailusta aiheutuvia lukuja voitaisiin käyttää joko vahvistamaan tai heikentämään solmujen välisiä yhteyksiä keinotekoisissa hermoverkoissa, jotka ovat koneoppimisalgoritmeja, jotka käsittelevät tietoja ihmisaivojen tavoin. Tämä voisi auttaa hermoverkkoa tunnistamaan esimerkiksi kuvan objektit, Youngblood sanoi.

Toisin kuin perinteiset tietokoneet, jotka tekevät laskelmia keskusyksikössä ja lähettävät sitten tulokset muistiin, uudet muistisolut suorittavat nopeita laskutoimituksia itse muistiryhmän sisällä. Muistissa oleva laskenta on erityisen hyödyllistä sovelluksille, kuten tekoälylle, joiden on käsiteltävä paljon dataa hyvin nopeasti, Youngblood sanoi.

Tutkijat osoittivat myös magneto-optisten solujen kestävyyden. He käyttivät yli 2 miljardia kirjoitus- ja tyhjennysjaksoa soluissa havaitsematta suorituskyvyn heikkenemistä, mikä on 1000-kertainen parannus aiempiin fotonimuistitekniikoihin verrattuna, tutkijat kirjoittivat. Tyypilliset flash-asemat rajoittuvat 10 000 - 100 000 kirjoitus- ja poistokertaan. syklit, Youngblood sanoi.

Jatkossa Youngblood ja hänen kollegansa toivovat voivansa laittaa useita soluja tietokonepiirille ja kokeilla kehittyneempiä laskelmia.

Lopulta tämä tekniikka voisi auttaa vähentämään tekoälyjärjestelmien käyttämiseen tarvittavan tehon määrää, Youngblood sanoi.