راه ترقی - شهر سخت افزار / دانشمندان به تازگی موفق شدند موانع فنی ساخت تراشه‌های فوتونیک را پشت سر بگذارند، این تراشه‌ها که به جای جریان الکتریسیته از نور برای پردازش داده‌ها استفاده می‌کنند، می‌توانند آینده هوش مصنوعی و ابرکامپیوترها را متحول کنند. جزئیات بیشتر را در شهر سخت افزار دنبال کنید.
موانعی که بر سر راه تراشه‌های نوری هستند
به گزارش livescience، در حال حاضر، تراشه‌های الکترونیکی که با جریان برق کار می‌کنند با محدودیت‌های جدی برخورد کرده‌اند. این محدودیت‌ها هم به دلیل قوانین فیزیک و هم به علت پیچیدگی و هزینه بالای ساخت تراشه‌های کوچک‌تر و قدرتمندتر است. اما برخلاف این تراشه‌ها، تراشه‌های نوری از نور به جای جریان برق برای انتقال و پردازش داده‌ها استفاده می‌کنند و از آنجا که نور با مقاومت خاصی مواجه نمی‌شود، انرژی کمتری هم هدر می‌رود و تراشه‌های نوری به راحتی می‌توانند اطلاعات را سریع‌تر منتقل کنند.
اما احتمالا برایتان سوال شده با چنین توصیفاتی چرا هنوز این پردازنده‌ها نتوانسته‌اند جای تراشه‌های معمولی را بگیرند؟ خب باید بگوییم که چند مانع اصلی در مسیر تولید چنین تراشه‌هایی وجود داشت که حالا به نظر می‌رسد برطرف شده باشند. اولین مشکل این بود که تولید انبوه این تراشه‌ها با دقت بالا بسیار دشوار بود. از طرفی چون اکثر سیستم‌های کنونی دیجیتال و مبتنی بر برق هستند، یک تراشه نوری باید بتواند به راحتی با این سیستم‌ها ارتباط برقرار کند، اما تبدیل نور به سیگنال الکتریکی کار آسانی نیست.
بازار

مشکل بعدی هم این بود که محاسبات نوری بیشتر آنالوگ هستند، یعنی به جای عددهای دقیق دیجیتال، بیشتر باید از پردازش‌های تقریبی استفاده کرد که دقت را کاهش می‌دهند.
اما حالا پژوهشگران موفق شده‌اند تا حد زیادی این موانع را برطرف کنند. دو تیم پژوهشی با انتشار دو مقاله به این مشکلات پرداخته‌اند و پردازنده‌های نوری قدرتمندی ساخته‌اند.
تیم اول از شرکتی به نام Lightelligence است که یک پردازنده نوری به نام PACE ساخته بیش از 16 هزار قطعه نوری دارد و می‌تواند محاسبات پیچیده ریاضی را با دقت بالا انجام دهد. این پردازنده به راحتی با سخت‌افزارهای الکترونیکی موجود ترکیب می‌شود و مشکل ناسازگاری هم ندارد.
تیم دوم از شرکت Lightmatter است که پردازنده دیگری معرفی کرده که حتی می‌تواند هوش مصنوعی را با دقت خوبی آموزش دهد. با توجه به این پیشرفت‌ها به نظر می‌رسد که تراشه‌های نوری به زودی به مرحله استفاده تجاری می‌رسند.

نسل جدید پردازنده‌های نوری چطور کار می‌کنند و چه قابلیت‌هایی دارند؟
تا اینجا به این موضوع پرداختیم که تراشه‌های نوری داده‌ها را به کمک نور منتقل می‌کنند اما سوال اینجاست که این فناوری در عمل چطور می‌تواند دنیای هوش مصنوعی را متحول کند؟
تراشه‌های نوری به دلیل سرعت بالای نور و پهنای باند فوق‌العاده وسیع، می‌توانند محاسات ماتریسی را که در مدل‌های هوش مصنوعی هم بسیار رایج است، به شکلی سریع‌تر و بهینه‌تر انجام دهند. این محاسبات در شبکه‌های عصبی مانند ChatGPT استفاده می‌شوند و بخش زیادی از توان پردازشی تراشه‌ها را مصرف می‌کنند.
حالا پردازنده PACE که توسط تیم Lightelligence، ساخته شده یک نمونه عملی از این فناوری است، این تیم توانسته بیش از 16 هزار المان نوری را به شکلی دقیق در یک تراشه جای دهد. این پردازنده می‌تواند محاسباتی که با پردازنده‌های عادی روزها زمان می‌برد، در مدت بسیار کوتاه و با مصرف انرژی بسیار کمتر انجام دهد. با این پیشرفت‌ها، دانشمندان امیدوار هستند که به زودی شاهد استفاده تجاری از این پردازنده‌ها در مراکز داده، سرورها و حتی کامپیوترهای شخصی باشیم.