Данная технология вскоре может появиться на рынке, поскольку такие компании, как NVIDIA, уже используют микрокольцевые модуляторы.
Чип использует две пары кольцевых микрорезонаторов для достижения непревзойденной производительности.
Университет Лаваля
Ученые из канадского Университета Лаваля разработали миниатюрный, но революционный оптический чип, способный передавать данные со скоростью 1000 гигабит в секунду, потребляя при этом лишь малую часть энергии, потребляемой обычными системами.
Исследовательская группа Центра оптики, фотоники и лазеров (COPL) поставила перед собой задачу удовлетворить высокие энергетические потребности систем искусственного интеллекта, таких как ChatGPT, путем разработки уникального энергоэффективного оптического чипа.
Революционное фотонное устройство, тонкое как прядь волос, использует в качестве основного средства передачи данных силу света вместо электричества.
Сообщается, что он может передавать огромные объемы данных на сверхвысокой скорости, достигающей 1000 гигабит в секунду (Гбит/с), что является значительным скачком по сравнению с существующими системами, максимальная скорость которых составляет около 56 Гбит/с.
По словам исследователей, этого достаточно, чтобы передать эквивалент 100 миллионов книг менее чем за семь минут — ровно столько времени требуется, чтобы заварить чашку кофе.
Маленький, но полный потенциала
Чип использует фазу света, то есть его сдвиг, для более эффективной работы и передачи информации. Добавив это новое измерение к сигналу, исследователи достигли беспрецедентного уровня производительности.
«Мы переходим с 56 гигабит в секунду на 1000 гигабит в секунду», — пояснил Алиреза Джераванд, аспирант Университета Лаваля и первый автор исследования.
Но скорость — это только половина дела. Этот чип поистине революционен благодаря своей способности достигать такой скорости, потребляя всего четыре джоуля энергии — столько же, сколько требуется для нагрева одного миллилитра воды на 1,8 градуса по Фаренгейту (один градус по Цельсию).
Фото: Дэни Вашон / Университет Лаваля
Прорыв основан на микрокольцевых модуляторах — крошечных кольцевых устройствах из кремния, которые преобразуют свет в кодирующую информацию. Система использует две пары таких модуляторов: одна для управления интенсивностью света, а другая — для регулировки его фазы.
Такой двухканальный подход обеспечивает гораздо большую пропускную способность при гораздо меньших физических размерах. Джераванд пояснил, что этот чип представляет собой многообещающее решение для центров обработки данных с использованием искусственного интеллекта.
«При скорости 1000 гигабит в секунду можно передать весь обучающий набор данных — эквивалент более чем 100 миллионам книг — менее чем за семь минут, — продолжил он. — Примерно столько же времени требуется, чтобы сварить чашку кофе».
Что будет дальше?
Современные центры обработки данных используют десятки, а то и сотни тысяч процессоров, которым необходимо постоянно обмениваться данными, зачастую на больших расстояниях. Хотя каждый процессор имеет размер всего несколько миллиметров, в совокупности инфраструктура быстро растёт, как и энергия, необходимая для её питания.
«В результате получается система длиной в километры», — подчеркнул аспирант, добавив, что благодаря новой технологии устройства могут быстро и эффективно взаимодействовать, как будто находятся всего в нескольких метрах друг от друга. Это большое преимущество, учитывая растущий спрос на ИИ.
Пока технология находится в лабораторных условиях, её коммерческое применение, возможно, не за горами. Такие компании, как NVIDIA, уже начали использовать микрокольцевые модуляторы, хотя существующие системы по-прежнему полагаются исключительно на интенсивность света. Однако инновационное решение команды добавляет совершенно новый уровень функциональности, приближая общество к созданию сверхсветового искусственного интеллекта.
«Десять лет назад наша лаборатория заложила основу этой технологии», — заключил Джераванд в своём заявлении. «Сегодня мы выводим её на новый уровень. Возможно, через несколько лет отрасль догонит нас, и эта инновация войдёт в реальный мир».
Исследование опубликовано в журнале Nature Photonics.
Sourse: interestingengineering.com
