Новая технология значительно повышает скорость передачи данных

Современные вычислительные системы перерабатывают огромные массивы данных. Существующие каналы передачи информации не справляются с ее потоком. Новые фотонные микромодуляторы увеличат скорость прохождения сигналов в 18 раз и снизят энергозатраты.

Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail

Системы искусственного интеллекта, подобные ChatGPT, известны своей энергозатратностью. Чтобы решить эту проблему, команда из Центра оптики, фотоники и лазеров (COPL) разработала оптический чип, который может передавать огромные объемы данных на сверхвысокой скорости. Заключенная в тонкий, как волос, чип, эта технология обеспечивает непревзойденную энергоэффективность.

Инновация, опубликованная в журнале Nature Photonics, использует силу света для передачи информации. В отличие от традиционных систем, которые полагаются исключительно на интенсивность света, этот чип также использует фазовый сдвиг оптического излучения.

Придавая сигналу как бы новое пространственное измерение, система достигает беспрецедентного уровня производительности при сохранении небольших размеров. По словам автора исследования аспиранта Алирезы Гераванди скорость передачи данных выросла с 56 гигабит в секунду до 1 Тбит/с — почти в 18 раз!

Исследовательская группа видит огромный потенциал открытия в обучении моделей искусственного интеллекта. При скорости 1000 гигабит в секунду можно передать весь набор обучающих данных, что эквивалентно более чем 100 миллионам книг, менее чем за семь минут.  И все это потребляет всего 4 джоуля энергии. Как раз столько требуется, чтобы нагреть один миллилитр воды на один градус Цельсия.

Прорыв в этой области связан с микромодуляторами — крошечными кольцеобразными устройствами, изготовленными из кремния, которые могут манипулировать светом для кодирования информации. В системе используются две пары колец: одно для определения интенсивности, другое для определения фазы.

Современные центры обработки данных с искусственным интеллектом используют десятки или даже сотни тысяч процессоров, взаимодействующих подобно нейронам в мозге. Каждый процессор занимает площадь в несколько миллиметров. Если сложить все это воедино, инфраструктура быстро становится огромной, длиной в километры. Параллельно с этим растет и энергопотребление. Благодаря новой технологии устройства могут взаимодействовать быстро и эффективно, как если бы они находились всего в нескольких метрах друг от друга.

Эта технология может появиться на рынке в ближайшие годы. Такие компании, как NVIDIA, уже начинают использовать микромодуляторы, хотя пока в ограниченных масштабах.

Десять лет назад наша лаборатория заложила основу для этой технологии. Сегодня мы выводим ее на новый уровень. Возможно, через несколько лет индустрия наверстает упущенное, и эта инновация найдет свое применение в реальном мире.Алиреза Гераванди.исслвдователь

О том, как бюджетный пластик заменяет дорогие стеклянные фильтры в промышленных и бытовых спектрометрах, читайте в материале Hi-Tech Mail.

Поделиться