นักวิจัยในสหรัฐฯ กำลังพัฒนาชิปหน่วยความจำชนิดใหม่ที่สามารถจัดเก็บข้อมูลและคำนวณด้วยความเร็วและประสิทธิภาพสูง
 |
| นักวิจัยกล่าวว่าชิปหน่วยความจำแมกนีโตออปติกอาจช่วยลดการใช้พลังงานเพื่อปลดปล่อยพลังงานให้กับ AI (ที่มา: Live Science) |
นี่คือชิปหน่วยความจำความเร็วสูงชนิดใหม่ (หรือเซลล์หน่วยความจำ) ที่ใช้ทั้งสัญญาณออปติคัลและแม่เหล็กในการประมวลผลและจัดเก็บข้อมูลอย่างมีประสิทธิภาพ
ทีมวิจัยได้ระบุไว้ในวารสาร Nature Photonics ว่าเซลล์เหล่านี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถคำนวณด้วยความเร็วสูงได้ ความเร็วในการประมวลผลที่เร็วขึ้นและการใช้พลังงานที่ลดลงจะช่วยปรับขนาดศูนย์ข้อมูลให้รองรับระบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) ให้ทำงานได้อย่างง่ายดาย
“ศูนย์ข้อมูลที่มีหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) หลายพันหน่วยต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการทำงาน” นาธาน ยังบลัด วิศวกรไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์จากมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยกล่าว “และวิธีแก้ปัญหามักจะเป็นการซื้อ GPU มากขึ้นและใช้พลังงานมากขึ้น ดังนั้น หากออปติกส์สามารถแก้ปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและรวดเร็วยิ่งขึ้น ก็จะช่วยลดการใช้พลังงาน และระบบการเรียนรู้ของเครื่องก็จะทำงานได้เร็วขึ้นด้วย”
เซลล์หน่วยความจำแบบใหม่นี้ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อควบคุมสัญญาณแสงตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาผ่านตัวสะท้อนวงแหวน ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่เพิ่มแสงในช่วงความยาวคลื่นเฉพาะ และเข้าสู่พอร์ตเอาต์พุตหนึ่งในสองพอร์ต เซลล์หน่วยความจำสามารถเข้ารหัสตัวเลขระหว่าง 0 ถึง 1 หรือระหว่าง 0 ถึงลบ 1 ขึ้นอยู่กับความเข้มของแสงที่พอร์ตเอาต์พุตแต่ละพอร์ต แตกต่างจากเซลล์หน่วยความจำแบบดั้งเดิมที่เข้ารหัสเฉพาะค่า 0 หรือ 1 ในข้อมูลบิต เซลล์หน่วยความจำแบบใหม่นี้สามารถเข้ารหัสค่าที่ไม่ใช่จำนวนเต็มได้หลายค่า ทำให้สามารถเก็บข้อมูลได้สูงสุด 3.5 บิตต่อเซลล์หน่วยความจำ
สัญญาณไฟที่หมุนทวนเข็มนาฬิกาและตามเข็มนาฬิกานั้นเปรียบเสมือน "นักวิ่งสองคนวิ่งอยู่บนเส้นทางเดียวกัน แต่วิ่งไปในทิศทางตรงกันข้าม โดยลมจะพัดไปข้างหน้าและข้างหลังเสมอ" วิศวกร Youngblood กล่าว
ตัวเลขที่รวบรวมได้จากการแข่งขันรอบเรโซเนเตอร์วงแหวนนี้สามารถนำมาใช้เพื่อเสริมสร้างการเชื่อมต่อระหว่างโหนดในเครือข่ายประสาทเทียมได้ ตัวเลขเหล่านี้ช่วยให้อัลกอริทึมการเรียนรู้ของเครื่องประมวลผลข้อมูลในลักษณะเดียวกับสมองของมนุษย์ เขากล่าว
ต่างจากคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่คำนวณในหน่วยประมวลผลกลางแล้วส่งผลลัพธ์ไปยังหน่วยความจำ เซลล์หน่วยความจำแบบใหม่นี้จะทำการคำนวณความเร็วสูงภายในอาร์เรย์หน่วยความจำโดยตรง ยังบลัดกล่าวว่าการประมวลผลในหน่วยความจำมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันอย่างปัญญาประดิษฐ์ (AI) ที่ต้องประมวลผลข้อมูลจำนวนมากอย่างรวดเร็ว
ทีมวิจัยยังได้สาธิตความทนทานของชิปหน่วยความจำแมกนีโตออปติก นักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาเขียนและลบข้อมูลได้มากกว่า 2 พันล้านครั้งบนชิปโดยที่ประสิทธิภาพการทำงานไม่ลดลง ซึ่งดีขึ้นกว่าเทคโนโลยีหน่วยความจำรุ่นก่อนถึง 1,000 เท่า ยังบลัดกล่าวว่าแฟลชไดรฟ์ทั่วไปจำกัดการเขียนและลบข้อมูลไว้ที่ 10,000 ถึง 100,000 ครั้ง
ในอนาคต Youngblood และเพื่อนร่วมงานของเขาหวังที่จะเพิ่มเซลล์หน่วยความจำเหล่านี้ลงในคอมพิวเตอร์และทดสอบการคำนวณขั้นสูงเพิ่มเติม
เทคโนโลยีดังกล่าวอาจช่วยลดปริมาณไฟฟ้าที่จำเป็นในการรันระบบปัญญาประดิษฐ์ได้ เขากล่าว
แหล่งที่มา
การแสดงความคิดเห็น (0)