Vývojáři zkoumají technologie pro optickou výpočetní jednotku
koláž Hrot24 / Shutterstock.com
Nový skok AI
Ať za vás počítá světlo. Rodí se přelomový optický procesor, náročné operace ho „nic“ nestojí
Vývoj čipů naráží na limity spotřeby a datové propustnosti. Americká Q/C Technologies proto zkoumá optický procesor, který by část matematických operací prováděl pomocí světla. Projekt vzniká ve spolupráci s výzkumným centrem amerického ministerstva energetiky.
hrt
Vývoj výkonnějších čipů naráží na limity spotřeby energie, přenosové kapacity i dalšího škálování. Americká společnost Q/C Technologies proto zkouší cestu, která by část výpočtů přenesla z elektroniky na světlo. Na vývoji optického procesoru spolupracuje s výzkumným centrem amerického ministerstva energetiky.
Q/C Technologies ze San Franciska uzavřela spolupráci s Center for Integrated Nanotechnologies (CINT), které působí při Sandia National Laboratories. Společně chtějí zkoumat technologie pro takzvanou optical processing unit (OPU), tedy optickou výpočetní jednotku. Jejím hlavním zamýšleným využitím má být inference, tedy fáze, kdy již natrénovaný model umělé inteligence zpracovává nová data a vytváří výsledky.
Základní princip spočívá ve využití světla k provádění některých matematických operací. Namísto toho, aby všechny výpočty probíhaly v klasických elektronických obvodech, má optický procesor využívat interferenci světla. Výsledkem by teoreticky mohla být nižší energetická náročnost a vyšší datová propustnost při výpočtech, které jsou pro dnešní hardware stále náročnější.
Projekt je ale zatím ve výzkumné fázi. Vědci budou zkoumat nanofotonické součástky a hledat technologie, z nichž by bylo možné sestavit škálovatelnou architekturu OPU. Nejde tedy o hotový procesor, jehož parametry by bylo možné porovnávat s dnešními GPU.
Právě přechod od jednotlivých optických komponent k praktickému procesoru představuje jednu z hlavních překážek. Výzkumníci musejí vyřešit například zpracování nelineárních operací, práci s pamětí, přesnost výpočtů nebo ztráty světla. Důležitá bude také integrace fotonických součástek s klasickou elektronikou.
Q/C Technologies chce prostřednictvím spolupráce s CINT vytvořit technologickou mapu, která ukáže, jak jednotlivé optické prvky propojit do funkčního výpočetního systému.
Firma dlouhodobě počítá s procesory, které by měly nabídnout vyšší taktovací frekvence a datovou propustnost při nižší spotřebě než tradiční architektury. Tyto parametry jsou ale zatím vývojovým cílem, nikoli prokázanými vlastnostmi hotového čipu.
Společnost zároveň v San Francisku vybudovala laboratoř, která má sloužit k vývoji fotoniky, výpočetních technologií a samotné architektury OPU. Výzkumné centrum CINT projektu poskytne odborné zázemí v oblasti nanotechnologií a nanofotoniky.
