University of Floridan tutkijat ovat kehittäneet uraauurtavan optisen sirun, joka voi vähentää tekoälyn energiankulutusta jopa satakertaisesti perinteisiin piireihin verrattuna. Kyseessä on niin sanottu silicon photonic -ratkaisu, joka hyödyntää laservaloa datan käsittelyyn sähköisen virran sijaan.

Fresnel-linssit ja valon aallonpituudet avainasemassa

Siru perustuu mikroskooppisiin Fresnel-linsseihin, jotka on kaiverrettu suoraan piirilevyn päälle. Nämä linssit ovat ohuempia kuin ihmisen hius, mutta kykenevät ohjaamaan ja muokkaamaan valoa siten, että AI:n keskeiset laskentaoperaatiot, kuten konvoluutiot, voidaan suorittaa valonnopeudella. Tulokset ovat lupaavia: siru saavutti 98 % tarkkuuden testejä varten rakennetuissa simulaatioissa.

Lisäksi siru hyödyntää valon monikanavaisuutta. Eri aallonpituuksilla – käytännössä eri väreillä – voidaan käsitellä useita rinnakkaisia datavirtoja samanaikaisesti. Tämä kasvattaa laskentatehoa ja tehostaa resurssien käyttöä.

Valtava harppaus AI:n hiilijalanjäljen pienentämisessä

Nykyiset tekoälymallit vaativat valtavasti sähköä. Datakeskusten energiankulutus on kasvava ongelma, ja uudet AI-sovellukset lisäävät painetta entisestään. University of Floridan kehittämä optinen siru voi toimia ratkaisuna tähän kriittiseen kysymykseen, sillä energiatehokkuus paranee arviolta 10–100 kertaiseksi.

Mahdolliset käyttökohteet vaihtelevat laajasti – siru voisi tulevaisuudessa löytyä niin älypuhelimista kuin jättimäisistä datakeskuksista. Näin se ei ainoastaan vähentäisi kustannuksia, vaan myös pienentäisi merkittävästi tekoälyn hiilijalanjälkeä.

Kilpajuoksu valopohjaisen laskennan herruudesta

University of Floridan työ ei ole ainoa edistysaskel. Columbian yliopistossa on kehitetty 3D-integroitu fotoniikka–elektroniikka-piiri, joka mahdollistaa datansiirron erittäin pienellä energiankulutuksella ja massiivisella kaistanleveydellä. Nämä rinnakkaiset innovaatiot kertovat, että valopohjainen laskenta voi hyvinkin olla tekoälyn seuraava suuri vallankumous.

Yhteenveto:
Valoa hyödyntävä laskenta ei ole enää vain teoreettinen ajatus. University of Floridan optinen siru osoittaa, että tekoäly voi tulevaisuudessa olla sekä tehokkaampi että ympäristöystävällisempi. Tämä teknologia voi mullistaa koko alan ja määritellä uudelleen AI:n energiatalouden.