賓州大學(xué)的工程師在人工智慧 (AI) 領(lǐng)域取得了突破性的進(jìn)展，他們開發(fā)了一款革命性的晶片，該晶片採(cǎi)用光波而不是電力來執(zhí)行人工智慧訓(xùn)練所必需的複雜數(shù)學(xué)運(yùn)算。這項(xiàng)創(chuàng)新有望顯著提高電腦處理速度，同時(shí)減少能耗，標(biāo)誌著計(jì)算技術(shù)的關(guān)鍵進(jìn)步。
基於光的晶片：改變計(jì)算範(fàn)式
這款矽光子(SiPh) 晶片是本傑明富蘭克林獎(jiǎng)得主和H. Nedwill Ramsey 教授Nader Engheta 與Firooz Aflatouni 副教授合作的創(chuàng)意，融合了Engheta 在基於光計(jì)算的奈米級(jí)材料操縱方面的專業(yè)知識(shí)與Aflatouni 在奈米級(jí)的開創(chuàng)性工作矽元件。他們的論文發(fā)表在《自然光子學(xué)》上，描述了該晶片的誕生及其徹底改變我們所知的計(jì)算的潛力。
這項(xiàng)創(chuàng)新的核心在於晶片執(zhí)行向量矩陣乘法的能力，這是一種在神經(jīng)網(wǎng)路（當(dāng)代人工智慧系統(tǒng)的基石）的開發(fā)和功能中至關(guān)重要的基本數(shù)學(xué)運(yùn)算。正如 Engheta 所闡述的那樣，與保持均勻高度的傳統(tǒng)矽晶片不同，SiPh 晶片採(cǎi)用了矽厚度的變化。該晶片可以透過策略性地減薄特定區(qū)域的矽來控制光傳播，從而促進(jìn)閃電般快速的數(shù)學(xué)計(jì)算。
AI商業(yè)可行性與未來前景
阿弗拉圖尼強(qiáng)調(diào)，由於製造晶片的商業(yè)代工廠施加的限制，該晶片已做好商業(yè)應(yīng)用的準(zhǔn)備。此外，該技術(shù)整合到圖形處理單元（GPU）的適應(yīng)性突顯了其加快人工智慧訓(xùn)練和分類過程的潛力。隨著對(duì)增強(qiáng)人工智慧功能的需求不斷增長(zhǎng)，SiPh 平臺(tái)提供了一個(gè)可行的解決方案來滿足現(xiàn)代運(yùn)算的需求。
Engheta 和 Aflatouni 的晶片除了加快處理速度和降低能耗之外，還具有無與倫比的隱私優(yōu)勢(shì)。透過在不將敏感資訊儲(chǔ)存在電腦工作記憶體中的情況下實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)算，該晶片使未來的運(yùn)算系統(tǒng)幾乎無法抵禦駭客攻擊。阿弗拉圖尼強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)，聲稱儲(chǔ)存資訊的缺失可以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問，從而加強(qiáng)資料安全措施。
合作努力與未來軌跡
Engheta、Aflatouni 及其各自研究小組的共同努力體現(xiàn)了創(chuàng)新研究領(lǐng)域之間的協(xié)同作用，推動(dòng)技術(shù)前沿不斷向前發(fā)展。隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，基於光的計(jì)算預(yù)示著人工智慧系統(tǒng)效率和安全性的新時(shí)代。
賓州大學(xué)工程師的開創(chuàng)性晶片代表了運(yùn)算技術(shù)的典範(fàn)轉(zhuǎn)移，利用光波的力量克服了傳統(tǒng)運(yùn)算架構(gòu)的限制。
SiPh 晶片具有指數(shù)級(jí)提高處理速度、最大限度降低能耗和增強(qiáng)資料安全性的潛力，預(yù)計(jì)將重新定義人工智慧驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的輪廓。隨著無與倫比的運(yùn)算能力之旅的展開，Engheta、Aflatouni 和他們的合作者照亮了通往未來的道路，讓不可思議的事情變得可能。
透過將研究結(jié)果歸功於研究人員，本文闡明了人工智慧晶片技術(shù)的巨大進(jìn)步，概括了基於光的運(yùn)算在數(shù)位領(lǐng)域的變革潛力。
