Nowa komórka pamięci oparta na świetle przechowuje i przetwarza dane z 1000 razy większą trwałością

W wyniku najnowszych badań powstał nowy rodzaj komórki pamięci, która może zarówno przechowywać informacje, jak i wykonywać superszybkie obliczenia. Przełom ten, podkreślony w Nature Photonicsmoże doprowadzić do szybszego i bardziej wydajnego przetwarzania sztucznej inteligencji przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia energii w centrach danych.

Ta komórka pamięci działa poprzez wykorzystanie pól magnetycznych do kierowania sygnałów świetlnych przez rezonator w kształcie pierścienia. Ta część wzmacnia określone długości fal świetlnych, wysyłając je w kierunku zgodnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara do określonych portów wyjściowych. Jasność światła w każdym porcie koduje wartości takie jak zero i jeden - lub nawet zero i minus jeden.

Tradycyjne komórki pamięci zwykle przechowują informacje jako zwykłe zera lub jedynki, ale ten nowy projekt może przechowywać wiele wartości niecałkowitych, zarządzając do 3,5 bitów na komórkę. Przypomina to dwóch biegaczy biegnących po torze w przeciwnych kierunkach, z czynnikami środowiskowymi zmieniającymi ich względne prędkości i różnicą wykorzystywaną do kodowania liczb dodatnich lub ujemnych.

Te zakodowane wartości odgrywają kluczową rolę w sztucznych sieciach neuronowych, pomagając wzmocnić lub osłabić połączenia między węzłami. Jest to szczególnie przydatne w zadaniach takich jak rozpoznawanie obrazów, gdzie sieci neuronowe interpretują dane wizualne przy użyciu procesów, które działają nieco podobnie do ludzkiego mózgu.

Jedną z największych zalet tej technologii jest jej wydajność. Zwykłe komputery oddzielają przechowywanie danych od obliczeń - obliczając liczby w procesorze przed zapisaniem wyników w pamięci. Jednak ta nowa komórka obsługuje szybkie obliczenia bezpośrednio w samej pamięci, co stanowi ogromny impuls dla aplikacji AI, które muszą szybko przetwarzać dane.

Zespół badawczy poddał swój projekt rygorystycznym testom i udowodnił, że może on wytrzymać ponad dwa miliardy cykli zapisu i kasowania bez spadku wydajności. Trwałość ta jest tysiąc razy lepsza niż w przypadku poprzednich technologii pamięci fotonicznych. Dla porównania, typowe dyski flash wytrzymują zwykle od 10 000 do 100 000 takich cykli.

Patrząc w przyszłość, zespół chce dodać więcej komórek do chipów komputerowych i zbadać jeszcze bardziej złożone obliczenia. Technologia ta mogłaby zmniejszyć zapotrzebowanie na energię systemów sztucznej inteligencji, robiąc krok w kierunku zwiększenia wydajności obliczeń.