Нови компютърни чипове извършват изчисления чрез светлинни вместо електрически сигнали

27.05.2025   |   Начало»Технологии

Редактор
Мира Станкова

Редактор
Мира Станкова

Две технологични компании – Lightelligence със седалище в Бостън и Lightmatter със седалище в Маунтин Вю, обявиха компютърни компоненти, които използват лазер, за да обработват информацията. Според тях тези футуристични процесори скоро биха могли да решават специфични реални проблеми по-бързо и с по-малко електропотребление от конвенционалните компютри.

Lightelligence и Lightmatter демонстрират, че фотонни компоненти "могат да правят неща, които ни интересуват, и че могат да ги правят по-добре от електронните чипове, каквито вече имаме", коментира Антъни Рицо, инженер по фотоника в колежа "Дартмут", който не участва в проучването.

Лазерната технология вече пренася данни по целия свят по оптични кабели, а фотониката играе роля в преноса на данни в съвременните центрове за данни. През март т. г., например, NVIDIA обяви нова технология, използваща светлина за комуникация между електронни прибори. Рицо обаче казва, че тези светлинни лъчи не изчисляват нищо. В един конвенционален компютър постъпващите светлинни сигнали се преобразуват в "по-бавни" електронни единици и нули, които се движат между миниатюрни транзистори.

Обратното, светлината вътре в приборите на Lightelligence и Lightmatter реално извършва изчисления, казва Рицо. По-конкретно, и двата нови прибора използват светлина, за да извършват умножение на матрици, основна операция в повечето случаи на обработка с изкуствен интелект и други области на изчисленията. И в двата нови прибора всички останали изчисления се извършват в електронни компоненти.

Потенциалът на фотонните изчисления

Моментът на повява на тези нови решения е критичен. Размерите и сложността на моделите на изкуствен интелект нарастват, а прогресът на традиционните чипове се забавя. Исторически погледнато броят на транзисторите, които могат да бъдат реализирани върху чиповете, се удвоява на приблизително две години – тенденция, известна като закон на Мур. По-малките транзистори означават по-бързи, по-евтини изчисления.

Законът на Мур обаче достига предела си, коментира Ник Харис, основател и главен изпълнителен директор на Lightmatter. Физиката на това как електричеството преминава през транзисторите им пречи да се смаляват още повече. Компютрите, базирани на обичайните електронни чипове, "няма да стават по-добри", коментира Харис. Фотонните изчисления предлагат потенциално решение.

Приборът на Lightelligence комбинира фотонен и електронен чип, за да ускори изчисленията за оптимизационни задачи, които са от решаващо значение за индустрии като финанси, производство и корабоплаване. От друга страна, приборът на Lightmatter е процесор с по-обща функция, който интегрира четири фотонни и два електронни чипа. Екипът използва системата с масови технологии за изкуствен интелект, включително големи езикови модели като тези зад ChatGPT и Claude. Той също така го използва с алгоритъм за дълбоко самообучение, който играе игри като Pac-Man.

Повече от експериментални прибори

Това никога досега не е било правено с каквато и да било алтернативна компютърна технология, коментира Харис. Създавани са експериментални фотонни процесори, които могат да правят изчисления, но те никога не са достигали възможностите на традиционните компютри в изпълнението на реални изчислителни задачи.

Голям проблем с експерименталните фотонни процесори е точността. Светлинните сигнали могат да приемат широк диапазон от стойности, а не само 1 и 0. Ако някоя от тези стойности не бъде предадена точно, малката грешка може да се превърне в огромна грешка в изчисленията.

При оптимизационните задачи, тествани от Lightelligence, известна случайност може да бъде нещо хубаво. Тя помага на системата да проучва решенията по-ефективно, заявиха от компанията. Lightmatter решава този проблем, като подрежда електронни чипове върху фотонните, за да контролира внимателно входящите и изходящите данни, като по този начин намалява грешките.

Новият процесор не е лабораторен прототип, отбелязва Харис. "Това е нов тип компютър. И е тук."

Фотонните компоненти и за двата прибора могат да се произвеждат от същите технологични съоръжения и със същите процеси, с които вече се произвеждат електронни чипове, посочва Рицо. Това означава, че технологията може лесно да се приложи в голям мащаб, като според Рицо тя много скоро може да влезе в реални системи. Според него е възможно тя да се приложи в центрове за данни в рамките на пет години.

Ключови думи: Lightelligence   Lightmatter   фотоника   компютърни чипове   транзистори   процесори  

Област: Електроника