Az Universitat Politècnica de València (UPV) Fotonikai Kutatólaboratóriuma (PRL)-iTEAM és az iPronics kereskedelmi szervezet közös erőfeszítésének a gyümölcse az első univerzális, programozható és sokoldalú fotonikus chip – számol be róla az Interesting Engineering. Az áttörés a telekommunikáció, az adatközpontok és a mesterséges intelligencia (AI) technológiák szempontjából egyaránt fontos lehet.

Az AI korunk sláger technológiája, de a pörgő fejlesztések meg is növelték a mind robusztusabb szilícium chipek iránti keresletet, amelyek képes futtatni a közeljövő AI-modelljeit:

WSE-3: a világ leggigászibb chipe nyolcszor gyorsabb AI szuperszámítógépet hajt a jelenlegieknél Ha valaki kedveli a szédítő számokat, annak mindenképp ajánljuk ezt a cikket! A WSE-3 egy olyan szuperszámítógépet hajt majd egyébként, amely konkrétan új korszakot hoz a mesterséges intelligencia történetében.

Habár nem kevés ígéretes fejlesztés akad, amelyek célja kisebb és gyorsabb chipek létrehozása, de mindezek ellenére a hagyományos elektronikus számítástechnika korlátai idővel valószínűleg megkerülhetetlenekké válnak. Ennek legfőbb oka, hogy a tradicionális elektronikus chipek az elektronok áramlásának a segítségével működnek, ami az ellenállások és a tranzisztorok segítségével valósul meg – ez az eljárás azonban jelentős hőt termel. Mindez pedig különösen problémás az AI-alkalmazások és az adatközpontok esetében, ahol a rengeteg chip már kifejezetten nagy mennyiségű hőt ad le, amit csak komplex hűtőrendszerekkel lehet kezelni.

A hagyományos szilícium chipekkel ellentétben a fotonikus chip viszont elektronok helyett fotonokat (fényrészecskéket) használ az adatfeldolgozáshoz, és tranzisztorok és ellenállások helyett optikai alkotórészekre, például hullámvezetőkre és lézerekre épül. Ez a módszer további miniatürizálást, gyorsabb adatfeldolgozást és minimális hőtermelést tesz lehetővé. Ráadásul ez a technológia skálázható, és zökkenőmentesen integrálható a meglévő adatfeldolgozási módszerekbe.

A világ első többfunkciós fotonikus chipjének mostani bemutatása mindezek miatt komoly technológiai áttörést jelent. A chipet tehát az UPV (Universitat Politècnica de València) és az iPronics csapatai fejlesztették ki, de a munkát az Európai Kutatási Tanács is támogatta.

A chip többfunkciós, ami azt jelenti, hogy képes különböző típusú feladatok elvégzésére anélkül, hogy fizikailag át kellene alakítani vagy le kellene cserélni ezt a chipet. Programozhatósága miatt pedig a felhasználók szabályozhatják, hogy milyen műveleteket hajtson végre, hasonlóan ahogy a számítógépekben a szoftverek irányítják a hardvert. Az integrált vezeték nélküli és fotonikus rendszerek révén a chip hatékonyabban kommunikálhat, csökkentve az úgynevezett a teljesítménnyel kapcsolatos szűk keresztmetszeteket, amik gyakran lassítják a rendszerek működését. Mindez pedig növeli a chip kapacitását és a sávszélességet, ami gyorsabb és hatékonyabb adatfeldolgozást tesz lehetővé.

Mint azt José Capmany professzor (UPV) elmondta:

“Ez az első chip a világon, amely megfelel ezen rendszerek mind a tizenkét alapvető funkciójának, és szükség szerint programozható, növelve az áramkör hatékonyságát.”

A chip különösen fontos az olyan magas frekvenciákat igénylő alkalmazások számára, mint az 5G hálózatok és az önvezető autók, ahol a gyors és pontos adatátvitel kritikus. A chip tervezése során különös figyelmet fordítottak a kisebb méretű antennák és áramkörök kialakítására, amelyek elengedhetetlenek a kompaktabb, hatékonyabb eszközök fejlesztéséhez. Capmany csoportja a chipet úgy alkotta meg, hogy az képes legyen alkalmazkodni a jelenlegi és a jövőbeni frekvenciasávokhoz is, biztosítva ezzel a chip hosszú távú relevanciáját és alkalmazhatóságát a technológia gyorsan fejlődő világában.

Korábban egyébként már mi is írtunk egy fotonikus chipről. A Pennsylvaniai Egyetem (PE) és a most bemutatásra kerülő, az UPV által fejlesztett fotonikus chipek közötti különbség lényege, hogy a PE chipje kifejezetten az AI és gépi tanulással kapcsolatos alkalmazásokra fókuszál. A chip előnyei között szerepel ennek megfelelően, hogy képes nagyon gyors adatfeldolgozásra, ami esszenciális az AI modellek hatékony működéséhez. A cél ebben az esetben ugyanis az, hogy támogassa a mesterséges intelligencia fejlődését éppen a gyorsabb és hatékonyabb adatfeldolgozással.

Az UPV chipje a fentihez képest szélesebb körű alkalmazást céloz meg, beleértve a telekommunikációt, adatközpontokat és igen, az AI rendszereket is. Ez a chip viszont épp ezért multifunkcionális, azaz többféle feladatra használható, és programozható a felhasználók igényei szerint. Az UPV chipje így nemcsak az AI-re terjed ki, hanem integrálható a már meglévő technológiai infrastruktúrákba is.

Fénysebességgel zajló számítás fotonikus chippel A szilícium-fotonikus chip fénnyel működik elektromosság helyett és az MI rendszerek fejlesztésében kap szerepet.

A chipet beépítették az iPronics Smartlight processzorába is, amit jelenleg a Vodafone tesztel.

Daniel Pérez-López, az iPronics műszaki igazgatója minderről így nyilatkozott:

“Ennek a chipnek a kifejlesztése létfontosságú volt, mivel megerősíti az AI-vezérelt adatközpontok és hálózatok adatkezelését javító megoldásaink hatékonyságát. Következő célunk, hogy ezt a technológiát a piaci igények kielégítésére méretezzük.”

(A cikkhez használt kép illusztráció, a DALL-E generálta)