تطوير شريحة كومبيوتر جديدة تستخدم الضوء لمعالجة البيانات

طوّر مهندسو جامعة بنسلفانيا شريحة جديدة تستخدم موجات الضوء، بدلاً من الكهرباء، لأجل العمليات الحسابية المعقدة الضرورية لتدريب الذكاء الاصطناعي. تتمتع الشريحة بالقدرة على تسريع سرعة معالجة أجهزة الكمبيوتر بشكل جذري مع تقليل استهلاكها للطاقة أيضًا.

يعد تصميم شريحة السيليكون الضوئية (SiPh) أول تصميم يجمع بين الحائز على ميدالية بنجامين فرانكلين وبحث نيدويل رامزي الرائد في مجال معالجة المواد على مقياس النانو لإجراء حسابات رياضية باستخدام الضوء - أسرع وسيلة اتصال ممكنة - مع منصة SiPh، التي تستخدم السيليكون، وهو العنصر الرخيص والوفير المستخدم في إنتاج رقائق الكمبيوتر بكميات كبيرة.

يمثل تفاعل موجات الضوء مع المادة أحد السبل الممكنة لتطوير أجهزة الكمبيوتر التي تحل محل القيود المفروضة على رقائق اليوم، والتي تعتمد بشكل أساسي على نفس المبادئ التي تعتمد عليها الرقائق من الأيام الأولى لثورة الحوسبة في الستينيات.

وفي ورقة بحثية نشرت في مجلة Nature Photonics، انضم فريق إنجيتا إلى فيروز أفلاطوني، الأستاذ المشارك في الهندسة الكهربائية وهندسة النظم في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية في بنسلفانيا، والذي كانت مجموعته البحثية رائدة في أجهزة السيليكون النانوية.

كان هدفهم هو تطوير منصة لتنفيذ ما يعرف بضرب المصفوفة المتجهات، وهي عملية رياضية أساسية في تطوير ووظيفة الشبكات العصبية، وهي بنية الكمبيوتر التي تدعم أدوات الذكاء الاصطناعي اليوم.

فبدلاً من استخدام رقاقة سيليكون ذات ارتفاع موحد، كما يقول إنجيتا، "يمكنك جعل السيليكون أرق، مثلًا بـ 150 نانومترًا"، ولكن في مناطق محددة فقط. توفر هذه الاختلافات في الارتفاع - دون إضافة أي مواد أخرى - وسيلة للتحكم في انتشار الضوء عبر الشريحة، حيث يمكن توزيع الاختلافات في الارتفاع لتسبب تبعثر الضوء في أنماط محددة، مما يسمح للرقاقة بإجراء حسابات رياضية بسرعة الضوء.20:24

المصدر | وكالات