빛과 자석으로 제어되는 새로운 메모리 칩, AI 컴퓨터의 전력 소모를 줄이다

미국의 연구원들은 정보를 저장하고 고속, 효율적으로 계산을 수행할 수 있는 새로운 유형의 메모리 칩을 개발하고 있습니다.

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

연구자들은 자기광학 메모리 칩이 전력 소비를 줄여 AI에 필요한 전력을 확보하는 데 도움이 될 수 있다고 말합니다. (출처: 라이브 사이언스)

이는 광신호와 자석을 모두 사용하여 데이터를 효율적으로 처리하고 저장하는 새로운 유형의 초고속 메모리 칩(또는 메모리 셀)입니다.

연구팀은 Nature Photonics 저널에 이러한 메모리 셀을 사용하면 고속 계산을 수행할 수 있다고 밝혔습니다. 처리 속도가 빨라지고 전력 소비가 낮아지면 인공지능(AI) 시스템을 작동시키기 위해 데이터 센터를 확장하기가 더 쉬워질 것입니다.

피츠버그 대학교의 전기 및 컴퓨터 엔지니어이자 이번 연구의 공동 저자인 네이선 영블러드는 "수천 개의 그래픽 처리 장치(GPU)가 있는 데이터 센터를 운영하는 데는 많은 에너지가 필요합니다."라고 말했습니다. "그리고 해결책은 종종 더 많은 GPU를 구매하고 더 많은 에너지를 사용하는 것입니다. 따라서 광학 기술이 이 문제를 더 효율적이고 빠르게 해결할 수 있다면 전력 소비가 줄어들고 머신러닝 시스템도 더 빠르게 작동할 것입니다."

이러한 새로운 메모리 셀은 자기장을 사용하여 링 공진기를 통해 빛 신호를 시계 방향 또는 반시계 방향으로 보냅니다. 링 공진기는 특정 파장의 빛을 증폭시켜 두 개의 출력 포트 중 하나로 보내는 부품입니다. 각 출력 포트의 광 강도에 따라 메모리 셀은 0에서 1까지의 숫자, 또는 0에서 -1까지의 숫자를 인코딩할 수 있습니다. 정보 비트에서 0 또는 1 값만 인코딩하는 기존 메모리 셀과 달리, 새로운 메모리 셀은 여러 개의 정수가 아닌 값을 인코딩할 수 있어 메모리 셀당 최대 3.5비트를 저장할 수 있습니다.

엔지니어 영블러드에 따르면, 반시계 방향과 시계 방향으로 작동하는 신호등은 "같은 트랙을 달리는 두 명의 주자가 반대 방향으로 달리는 것과 같습니다. 바람은 항상 한 주자 앞에, 다른 주자 뒤에 있습니다."라고 합니다.

이 링 공진기 주위의 경주에서 얻은 숫자는 인공 신경망의 노드 간 연결을 강화하는 데 사용될 수 있습니다. 그는 이것이 머신 러닝 알고리즘이 인간의 뇌와 비슷한 방식으로 데이터를 처리하는 데 도움이 된다고 말했습니다.

중앙 처리 장치에서 계산을 수행한 다음 결과를 메모리로 보내는 기존 컴퓨터와 달리, 새로운 메모리 셀은 메모리 어레이 내부에서 바로 고속 계산을 수행합니다. 영블러드는 메모리 내 컴퓨팅이 인공지능처럼 많은 양의 데이터를 매우 빠르게 처리해야 하는 애플리케이션에 특히 유용하다고 말합니다.

또한 이 팀은 이러한 유형의 자기광학 메모리 칩의 내구성을 입증했습니다. 연구진은 이 칩에서 20억 번 이상의 쓰기와 지우기를 실행했지만 성능 저하가 전혀 없었다고 밝혔습니다. 이는 기존 메모리 기술에 비해 1,000배 향상된 수치입니다. 영블러드 씨는 일반적인 플래시 드라이브의 쓰기 및 지우기 횟수는 10,000~100,000회로 제한되어 있다고 말했습니다.

앞으로 영블러드와 그의 동료들은 이러한 메모리 셀을 더 많이 컴퓨터에 추가하고 더욱 진보된 계산을 시험해 볼 수 있기를 기대합니다.

그는 이 기술이 인공지능 시스템을 운영하는 데 필요한 전력량을 줄이는 데 도움이 될 수 있다고 말했다.

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