Valon nopeaa tekoälylaskentaa23.03.2026
Tutkijoiden mukaan prototyypillä voisi olla tärkeä rooli energiatehokkaamman tekoälylaitteiston kehittämisessä tekoälyn maailmanlaajuisen kysynnän kasvaessa, mikä voi mahdollisesti pienentää tulevaisuuden laskentajärjestelmien kokonaisenergian jalanjälkeä. Uusi nanofotonisen sirun prototyyppi toimii valolla. Valo voi kulkea materiaalien läpi ilman sähkövastusta, joten se ei tuota lämpöä samalla tavalla kuin sähkö. Kun valo kulkee sirun prototyypin nanorakenteiden läpi, nämä rakenteet suorittavat myös itse laskennan automaattisesti. Sirun nanorakenteet muodostavat neuroverkon ja prototyyppi suorittaa laskelmia pikosekunnin aikaskaalalla eli ajassa, joka valolta kuluu nanorakenteen läpi kulkiessa. ”Olemme kuvitelleet uudelleen, miten fotoniikkaa voidaan käyttää uusien energiatehokkaiden ja ultranopeiden tietokoneiden prosessointisirujen suunnitteluun”, sanoo professori Xiaoke Yi. ”Energiankulutus rajoittaa tekoälyn käyttöä yhä enemmän. Tämä tutkimus suorittaa neurolaskentaa valon avulla, mikä mahdollistaa nopeampien, energiatehokkaampien ja erittäin kompaktien tekoälykiihdyttimien kehittämisen.” Työ osoittaa, kuinka tekoälymalleja voidaan suunnitella nanomittakaavan fotonisten rakenteiden muotoon, jotka manipuloivat valoa suorittaakseen koneoppimiseen vaadittavat matemaattiset laskutoimitukset. Tutkimusteknillisesti tutkijat toteuttivat käänteissuunnitellun fotonisen neuroverkon (PNN) kiihdyttimen, joka mahdollistaa erittäin kompaktin ja energiatehokkaan optisen laskennan. Teknologian validoimiseksi tutkijat kouluttivat nanofotonisen sirun luokittelemaan yli 10 000 biolääketieteellistä magneettikuvauksien kuvaa. Simulaatioissa ja kokeissa nanofotoninen neuroverkko saavutti noin 90–99 prosentin luokittelutarkkuuden. Prototyypin suunnittelussa ja toteutuksessa keskeisessä roolissa ollut tohtoriopiskelija Joel Sved sanoi, että prototyyppi osoittaa, kuinka älykkyyttä voidaan upottaa suoraan nanomittakaavan fotonisiin rakenteisiin. Nanofotonisen sirun prototyypin onnistuneen testauksen jälkeen professori Yin tiimi työskentelee nyt teknologian edistämiseksi kohti suuremman mittakaavan fotonisia neuroverkkoja. Aiheesta aiemmin: Valoon perustuva konvoluutiolaskenta sirulle |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Sydney yliopiston tutkijat ovat rakentaneet erittäin kompaktin tekoälysirun, joka pystyy tekemään laskutoimituksia valon voimalla ja valon nopeudella.