پژوهشگران با بهرهگیری از نور بهجای جریان برق، موفق به توسعه پلتفرمی نوآورانه برای شتابدهی به هوش مصنوعی شدهاند
پژوهشگران با بهرهگیری از نور بهجای جریان برق، موفق به توسعه پلتفرمی نوآورانه برای شتابدهی به هوش مصنوعی شدهاند؛ پلتفرمی که میتواند تحولی بنیادین در آینده این فناوری ایجاد کند. به نقل از SciTechDaily، دانشمندان با طراحی سامانهای مبتنی بر مدارهای مجتمع فوتونی (Photonic Integrated Circuits - PIC) از نیمهرساناهای پیشرفته III-V، موفق شدهاند به سطحی از بهرهوری انرژی و سرعت پردازش دست یابند که بهمراتب از پردازندههای گرافیکی سنتی فراتر میرود. فوتونیک؛ گزینهای برتر برای آینده هوش مصنوعی در مقالهای منتشرشده در نشریه IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics، پژوهشگران پلتفرمی فوتونی معرفی کردهاند که با ترکیب سیلیکون و نیمهرساناهای III-V، بهصورت ویژه برای شتابدهندههای هوش مصنوعی طراحی شده است. این پلتفرم برخلاف سامانههای متداول الکترونیکی که از جریان برق بهره میبرند، بر پایهی نور عمل میکند و از شبکههای عصبی نوری برای پردازش اطلاعات استفاده میکند. دکتر باسم طسّون، پژوهشگر ارشد در آزمایشگاههای هیولت پاکارد، میگوید: «فناوری ما از طریق ترکیب فوتونیک سیلیکونی و نیمهرساناهای III-V، بستری فراهم میکند که هم از نظر مقیاسپذیری و هم کارایی انرژی، فراتر از آن چیزی است که سامانههای مبتنی بر سیلیکون قادر به ارائه آن هستند.» فرآیند ساخت و مزایای کلیدی ساخت این پلتفرم از ویفرهای SOI (سیلیکون-روی-عایق) آغاز شده و با تکنیکهایی نظیر لیتوگرافی، حکاکی خشک، دوپینگ دقیق و رشد انتخابی سیلیکون و ژرمانیوم ادامه یافته است. سپس نیمهرساناهایی مانند InP یا GaAs روی ویفر سیلیکونی متصل شدهاند تا لیزرها و تقویتکنندههای نوری بهطور یکپارچه در تراشه گنجانده شوند. این فرآیند منجر به ساخت تراشههایی کاملاً فوتونی شده که شامل تمام اجزای لازم برای اجرای شبکههای عصبی نوری هستند؛ از جمله لیزرهای درونتراشهای، مدولاتورها، تقویتکنندهها، آشکارسازهای نوری و فازشیفترهای غیرفرار. انقلابی در بهرهوری انرژی به گفته دکتر طسّون، شتابدهندههای ساختهشده با این پلتفرم میتوانند تا ۲۹۰ برابر بهرهوری انرژی بیشتری نسبت به سایر پلتفرمهای فوتونی و ۱۴۰ برابر بهرهوری بالاتری نسبت به بهترین سامانههای دیجیتال الکترونیکی فعلی داشته باشند. آیندهای روشن برای محاسبات نوری این فناوری نهتنها موجب کاهش چشمگیر مصرف انرژی در پردازشهای سنگین هوش مصنوعی میشود، بلکه زمینهساز شکلگیری نسل جدیدی از سامانههای هوشمند نوری در مراکز داده، دستگاههای لبهای و کاربردهای پیشرفته صنعتی خواهد بود. این دستاورد بیتردید یکی از نقاط عطف مهم در مسیر تکامل سختافزار هوش مصنوعی بهشمار میرود.
