Optický čip řízený umělou inteligencí provádí tenzorové operace v reálném čase pro systémy nové generace

Souhrn

Výzkumníci z Aalto University v Finsku vyvinuli optický čip, který umožňuje provádět tenzorové operace – základní stavební kámen moderních AI systémů – pomocí světla v jediném průchodu. Tato metoda výrazně zrychluje výpočty oproti sekvenčním elektronickým procesorům a otevírá cestu k efektivnějším a rychlejším systémům umělé inteligence.

Klíčové body

Optický čip provádí tenzorové operace v jediném kroku pomocí světelných vln.
Data jsou kódována do amplitudy a fáze světla, což umožňuje paralelní zpracování.
Metoda podporuje výpočty vyšších řádů díky využití více vlnových délek.
Technologie je zaměřena na zrychlení úloh hlubokého učení, jako jsou maticové a tenzorové násobení.
Přístup eliminuje nutnost sekvenčního zpracování jednotlivých datových položek.

Podrobnosti

Tenzorové operace jsou klíčové pro fungování neuronových sítí, zejména v oblastech jako počítačové vidění, zpracování přirozeného jazyka a generativní AI. Tradiční elektronické procesory, včetně specializovaných akcelerátorů jako GPU nebo TPU, provádějí tyto operace sekvenčně nebo v omezeně paralelním režimu, což vede ke zpožděním a vysoké spotřebě energie. Nový optický přístup využívá fyzikální vlastnosti světla: digitální data jsou zakódována do amplitudy a fáze světelných vln, které následně interagují přímo v optickém médiu. Tím dochází k provedení základních matematických operací (např. násobení a sčítání) bez nutnosti převodu na elektrické signály. Výzkumník Dr. Yufeng Zhang z Fotonické skupiny Aalto University tuto metodu přirovnal k situaci, kdy místo postupné kontroly jednotlivých zásilek na celním úřadě jsou všechny zásilky a kontroly zpracovány najednou prostřednictvím „optických háčků“, které přímo propojují vstupy a výstupy.

Proč je to důležité

Tato technologie má potenciál výrazně snížit latenci a energetickou náročnost AI úloh, což je klíčové pro nasazení inteligentních systémů v reálném čase – například v autonomních vozidlech, robotice nebo okrajových zařízeních (edge computing). I když se jedná zatím o laboratorní demonstraci bez komerčního nasazení, představuje důležitý krok směrem k hybridním výpočetním architekturám, které kombinují výhody fotoniky a elektroniky. V dlouhodobém horizontu by mohla přispět k překonání fyzikálních limitů současných polovodičových technologií a umožnit další expanzi výpočetní kapacity pro AI.

Číst původní článek

Zdroj: 📰 Space Daily