Gli scienziati sviluppano un chip AI che funziona con le onde luminose

Ci stiamo avvicinando rapidamente ai limiti del vecchio silicio, poiché i transistor si stanno dirigendo verso l'era dei l'era dei sub-2 nme i ricercatori di tutto il mondo stanno cercando di trovare nuovi materiali che possano facilitare l'adozione di circuiti di dimensioni angstrom da oltre un decennio. Invece di trovare materiali semiconduttori elettrici alternativi che possano ridursi oltre 1 nm, alcuni scienziati propongono l'uso di circuiti che utilizzano la luce invece della corrente elettrica. Per mantenere le cose il più possibile compatibili con l'attuale tecnologia dei transistor, gli scienziati sono riusciti a combinare il silicio con emettitori fotonici e una delle applicazioni più recenti di questa combinazione è stata adattata ai carichi di lavoro dell'AI. SciTechDaily riporta che un team di ricerca dell'Università della Pennsylvania, guidato da Nader Engheta, è riuscito a manipolare le onde luminose con il silicio per eseguire calcoli matematici nei processori AI.

Nader Engheta, in collaborazione con Firooz Aflatouni, ha sviluppato un sistema di silicio-fotonico specializzato nell'elaborazione di moltiplicazioni vettoriali-matrici, che sono essenziali per le reti neurali e le applicazioni AI di oggi. Affinché la luce si propaghi attraverso l'intero chip, gli ingegneri hanno dovuto ridurre l'altezza del silicio di un certo numero di nanometri in regioni specifiche. Le variazioni di altezza risultanti vengono poi impiegate per disperdere le onde luminose in modelli particolari, portando a calcoli complessi eseguiti alla velocità della luce.

A quanto pare, il team di ricerca ha collaborato con una "fonderia commerciale" che ha già adattato questa tecnologia agli impianti di produzione esistenti, in modo che possa essere facilmente utilizzata per produrre chip GPU AI. Aflatouni spiega che le fonderie "possono adottare la piattaforma Silicon-Photonics come componente aggiuntivo e quindi potrebbero accelerare la formazione e la classificazione"

L'uso delle onde luminose al posto delle correnti elettriche può aumentare in modo significativo la velocità di elaborazione e l'efficienza energetica, ma può anche migliorare la privacy dei dati. Poiché il chip elabora un numero molto maggiore di calcoli simultaneamente, i dati non devono essere memorizzati temporaneamente nella RAM, per cui l'hackeraggio del sistema diventa praticamente impossibile.