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(noticias nanowerk) Penn Engineers ha desarrollado un nuevo chip que utiliza ondas de luz en lugar de electricidad para realizar operaciones matemáticas complejas esenciales para entrenar la inteligencia artificial (IA). El chip tiene el potencial de acelerar radicalmente la velocidad de procesamiento de las computadoras y al mismo tiempo reducir su consumo de energía.
El diseño del chip fotónico de silicio (SiPh) es el primero en incorporar la innovadora investigación del profesor Nader Engheta, medallista Benjamin Franklin y H. Nedwill Ramsey, sobre la manipulación de materiales a nanoescala para realizar cálculos matemáticos utilizando la luz, el medio de comunicación más rápido posible, que reúne la plataforma SiPh. que utiliza silicio, el elemento barato y abundante utilizado para producir en masa chips de computadora.
La interacción de las ondas de luz con la materia representa un posible camino para el desarrollo de computadoras que superen las limitaciones de los chips actuales, que se basan esencialmente en los mismos principios que los chips de principios de la revolución informática en los años 1960.
En un artículo en Fotónica de la naturaleza (“Estructura de bajo índice de contraste de diseño inverso en una plataforma de fotónica de silicio para la multiplicación de matrices vectoriales”) describe el desarrollo del nuevo chip por parte del grupo de Engheta junto con el de Firooz Aflatouni, profesor asociado de ingeniería eléctrica y de sistemas. “Decidimos unir fuerzas”, afirma Engheta, aprovechando que el grupo de investigación de Aflatouni ha sido pionero en dispositivos de silicio a nanoescala.
Su objetivo era desarrollar una plataforma para realizar la llamada multiplicación de matrices vectoriales, una operación matemática central en el desarrollo y funcionamiento de las redes neuronales, la arquitectura informática que subyace a las herramientas de inteligencia artificial actuales.
Engheta explica que, en lugar de utilizar una oblea de silicio con una altura uniforme, “se hace el silicio más delgado, digamos 150 nanómetros”, pero sólo en determinadas zonas. Estas diferencias de altura, sin la adición de otros materiales, proporcionan una forma de controlar la propagación de la luz a través del chip, ya que las diferencias de altura se pueden distribuir de modo que la luz se disperse en patrones específicos, lo que permite que el chip realice cálculos matemáticos en el mismo momento. velocidad de la luz.
Debido a las limitaciones impuestas por la fundición comercial que fabricó los chips, Aflatouni dice que este diseño ya está listo para aplicaciones comerciales y podría adaptarse potencialmente para su uso en unidades de procesamiento de gráficos (GPU), cuya demanda se ha disparado con el interés generalizado en el desarrollo. Nuevos sistemas de IA. «Se puede adoptar la plataforma Silicon Photonics como complemento», dice Aflatouni, «y luego se podría acelerar el entrenamiento y la clasificación».
Además de una mayor velocidad y un menor consumo de energía, el chip de Engheta y Aflatouni también ofrece beneficios de privacidad: debido a que muchos cálculos pueden ocurrir simultáneamente, no hay necesidad de almacenar información sensible en la RAM de una computadora, lo que permitirá que una futura computadora equipada con esta tecnología sea prácticamente imposible. hackear. «Nadie puede piratear un almacenamiento inexistente para acceder a su información», afirma Aflatouni.
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