به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛ دانشمندان دانشگاه لاوال(Laval) در کانادا یک تراشه نوری کوچک اما متحول‌کننده توسعه داده‌اند که قادر به انتقال ۱۰۰۰ گیگابیت در ثانیه است و تنها کسری از انرژی مورد استفاده سیستم‌های معمولی را مصرف می‌کند.
به نقل از آی‌ای، تیم تحقیقاتی مرکز اپتیک، فوتونیک و لیزر(COPL) با توسعه یک تراشه نوری منحصر به فرد و کم‌مصرف قصد دارد به تقاضای بالای انرژی سیستم‌های هوش مصنوعی مانند ChatGPT پاسخ دهد.
این دستگاه فوتونیک انقلابی که به نازکی یک تار مو است، به جای برق، از نور به عنوان واسطه اصلی انتقال داده استفاده می‌کند.
طبق گزارش‌ها، این تراشه می‌تواند حجم عظیمی از داده‌ها را با سرعت فوق‌العاده بالا (تا ۱۰۰۰ گیگابیت در ثانیه) منتقل کند که جهشی قابل توجه نسبت به سیستم‌های فعلی است که حداکثر سرعت آنها حدود ۵۶ گیگابیت در ثانیه است.
به گفته محققان، این سرعت برای انتقال معادل ۱۰۰ میلیون کتاب در کمتر از ۷ دقیقه، یعنی دقیقاً همان زمانی که برای دم کردن یک فنجان قهوه لازم است، کافی است.
کوچک اما پر از پتانسیل
این تراشه از حالت نور، به عبارت دیگر، تغییر آن برای کار و انتقال مؤثرتر اطلاعات استفاده می‌کند. محققان با افزودن این بُعد جدید به سیگنال، به سطوح بی‌سابقه‌ای از عملکرد دست یافتند.
علیرضا گراوند، دانشجوی دکترا در دانشگاه لاوال و نویسنده اول این مطالعه می‌گوید: ما از ۵۶ گیگابیت در ثانیه به ۱۰۰۰ گیگابیت در ثانیه جهش کردیم.
البته سرعت تنها نیمی از ماجراست. چیزی که این تراشه را واقعاً پیشگام می‌کند، توانایی آن در دستیابی به این سرعت با مصرف تنها چهار ژول انرژی است، این معادل همان مقدار انرژی مورد نیاز برای گرم کردن یک میلی‌لیتر آب به میزان یک درجه سانتی‌گراد است.
این پیشرفت به ماژولاتورهای ریزحلقه‌ای متکی است که دستگاه‌های حلقه‌ای شکل کوچکی از سیلیکون هستند که نور را برای رمزگذاری اطلاعات دستکاری می‌کنند. این سیستم از دو جفت از این ماژولاتورها استفاده می‌کند که یکی از آنها برای کنترل شدت نور و دیگری برای تنظیم حالت آن استفاده می‌کند.
این رویکرد دو کاناله، پهنای باند بسیار بیشتری را در فضای فیزیکی بسیار کوچکتر فراهم می‌کند. گراوند توضیح داد که این تراشه یک راه‌حل امیدوارکننده برای مراکز داده هوش مصنوعی ارائه می‌دهد.
وی افزود: با سرعت ۱۰۰۰ گیگابیت در ثانیه می‌توانید کل یک مجموعه داده آموزشی معادل بیش از ۱۰۰ میلیون کتاب را در کمتر از ۷ دقیقه منتقل کنید. این تقریباً معادل زمانی است که برای دم کردن یک فنجان قهوه لازم است.
آنچه در آینده در راه است
مراکز داده فعلی به ده‌ها یا حتی صدها هزار پردازنده متکی هستند که باید دائم و اغلب در فواصل طولانی با هم ارتباط برقرار کنند. اگرچه هر پردازنده تنها چند میلی‌متر اندازه دارد، اما در مجموع، زیرساخت به سرعت رشد می‌کند و انرژی مورد نیاز برای تأمین انرژی آن نیز به سرعت افزایش می‌یابد.
گراوند خاطرنشان کرد: سرانجام سیستمی به طول کیلومترها خواهید داشت. با این فناوری جدید، واحدها می‌توانند به سرعت و کارآمد ارتباط برقرار کنند، گویی فقط چند متر از هم فاصله دارند. این یک مزیت بزرگ است، زیرا تقاضا برای هوش مصنوعی همچنان رو به افزایش است.
در حالی که این فناوری هنوز در آزمایشگاه است، کاربردهای تجاری آن ممکن است چندان دور از دسترس نباشد. شرکت‌هایی مانند انویدیا(NVIDIA) قبلاً استفاده از ماژولاتورهای ریزحلقه را آغاز کرده‌اند، اگرچه سیستم‌های فعلی هنوز صرفاً به شدت نور متکی هستند. با این حال، نوآوری این تیم لایه جدیدی از عملکرد را اضافه می‌کند و بدین ترتیب جامعه را یک قدم به هوش مصنوعی با سرعت نور نزدیک‌تر می‌کند.
گراوند در پایان گفت: ده سال پیش، آزمایشگاه ما زمینه را برای این فناوری فراهم کرد. امروز ما آن را به سطح بعدی می‌بریم. شاید در عرض چند سال، صنعت به آن برسد و این نوآوری راه خود را به دنیای واقعی باز کند.
این مطالعه در مجله Nature Photonics منتشر شده است.
