شرائح الذاكرة الجديدة التي يتم التحكم فيها بالضوء والمغناطيس تجعل أجهزة الكمبيوتر التي تعمل بالذكاء الاصطناعي أقل استهلاكًا للطاقة

يعمل باحثون أمريكيون على تطوير نوع جديد من شرائح الذاكرة التي يمكنها تخزين المعلومات وإجراء العمليات الحسابية بسرعة وكفاءة عالية.

Chip bộ nhớ mới được điều khiển bằng ánh sáng và nam châm giúp máy tính AI ít ngốn điện hơn

يقول الباحثون إن رقائق الذاكرة المغناطيسية البصرية يمكن أن تساعد في تقليل استهلاك الطاقة لتوفير الطاقة للذكاء الاصطناعي. (المصدر: لايف ساينس)

هذا نوع جديد من شرائح الذاكرة فائقة السرعة (أو خلية الذاكرة) التي تستخدم كل من الإشارات الضوئية والمغناطيس لمعالجة البيانات وتخزينها بكفاءة.

وقال الفريق في مجلة "نيتشر فوتونيكس" إن خلايا الذاكرة هذه تسمح للمستخدمين بإجراء حسابات عالية السرعة. ستؤدي سرعات المعالجة الأسرع واستهلاك الطاقة الأقل إلى تسهيل توسيع نطاق مراكز البيانات لتمكين أنظمة الذكاء الاصطناعي من العمل.

قال ناثان يونغبلود، المؤلف المشارك في الدراسة، وهو مهندس كهرباء وكمبيوتر في جامعة بيتسبرغ، إن "مراكز البيانات التي تحتوي على آلاف وحدات معالجة الرسومات (GPUs) تتطلب قدرًا كبيرًا من الطاقة للعمل". والحل غالبًا ما يكون بشراء المزيد من وحدات معالجة الرسومات (GPUs) واستهلاك طاقة أكبر. فإذا استطاعت البصريات حل هذه المشكلة بكفاءة وسرعة أكبر، فسيقلل ذلك من استهلاك الطاقة، وسيعمل نظام التعلم الآلي بشكل أسرع.

تستخدم خلايا الذاكرة الجديدة هذه مجالات مغناطيسية لتوجيه إشارة الضوء في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة عبر مرنان حلقي، وهو مكون يعمل على تعزيز الضوء عند أطوال موجية معينة ويذهب إلى أحد منفذي الإخراج. اعتمادًا على شدة الضوء عند كل منفذ إخراج، يمكن لخلية الذاكرة ترميز رقم من 0 إلى 1، أو من 0 إلى سالب 1. وعلى عكس خلايا الذاكرة التقليدية التي تشفر فقط قيم 0 أو 1 في بت من المعلومات، يمكن لخلية الذاكرة الجديدة ترميز عدد من القيم غير الصحيحة، مما يسمح بتخزين ما يصل إلى 3.5 بت لكل خلية ذاكرة.

ويقول المهندس يونغبلود إن هذه الإشارات الضوئية التي تدور عكس اتجاه عقارب الساعة ومع عقارب الساعة تشبه "اثنين من العدائين يركضان على نفس المسار، لكنهما يركضان في اتجاهين متعاكسين، مع وجود الرياح دائمًا أمام أحدهما وخلف الآخر".

يمكن استخدام الأرقام التي تم الحصول عليها من السباق حول مرنان الحلقة هذا لتعزيز الاتصالات بين العقد في الشبكة العصبية الاصطناعية. وأضاف أنها تساعد خوارزميات التعلم الآلي على معالجة البيانات بطريقة مشابهة للدماغ البشري.

وعلى عكس أجهزة الكمبيوتر التقليدية التي تجري العمليات الحسابية في وحدة المعالجة المركزية ثم ترسل النتائج إلى الذاكرة، فإن خلايا الذاكرة الجديدة تجري عمليات حسابية عالية السرعة مباشرة داخل مجموعة الذاكرة. ويقول يونغبلود إن الحوسبة في الذاكرة مفيدة بشكل خاص للتطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي التي تحتاج إلى معالجة الكثير من البيانات بسرعة كبيرة.

وأظهر الفريق أيضًا متانة هذا النوع من شرائح الذاكرة المغناطيسية البصرية. ويقول الباحثون إنهم أجروا أكثر من ملياري عملية كتابة ومسح على هذه الرقائق دون ملاحظة أي انخفاض في الأداء، وهو تحسن يبلغ ألف ضعف مقارنة بتقنيات الذاكرة السابقة. وقال السيد يونغبلود إن محركات الأقراص المحمولة النموذجية تقتصر على ما بين 10 آلاف إلى 100 ألف دورة كتابة ومسح.

وفي المستقبل، يأمل يونغبلود وزملاؤه أن يتمكنوا من إضافة المزيد من خلايا الذاكرة هذه إلى أجهزة الكمبيوتر واختبار حسابات أكثر تقدماً.

وأضاف أن هذه التقنية قد تساعد في تقليل كمية الكهرباء اللازمة لتشغيل أنظمة الذكاء الاصطناعي.

[إعلان 2]
مصدر