تیمی از محققان تحت رهبری دانشمند ایرانی تراشه‌ای فوتونیک ابداع کرده‌اند که داده‌ها را با سرعتی نزدیک به ۲۰ برابر سیستم‌های فعلی منتقل می‌کند و در عین حال مصرف انرژی را به شدت کاهش می‌دهد. این فناوری می‌تواند راهکاری برای حل مشکل مصرف انرژی بی‌کران مراکز داده هوش مصنوعی باشد.
بر اساس گزارش Interesting Engineering، با توسعه سریع هوش مصنوعی، مراکز داده مدرن با چالش بزرگ مصرف انرژی روبرو شده‌اند. اکنون گروه پژوهشی در مرکز اپتیک، فوتونیک و لیزر (COPL) دانشگاه لاوال کانادا به سرپرستی «علیرضا گراوند» راهکاری امیدوارکننده ارائه کرده‌اند.
🔗 بیشتر بخوانید: انویدیا برای فراهم برق مراکز هوش مصنوعی به انرژی هسته‌ای فکر می‌کند_به رنگ صبح
تراشه نوین دانشمند ایرانی برای ارتقای سرعت انتقال داده
پژوهشگران موفق به ساخت یک تراشه فوتونیک (نوری) با ضخامت یک تار مو شده‌اند که به جای الکتریسیته، از نور برای انتقال داده بهره می‌برد. عملکرد این تراشه از هر جنبه‌ای شگفت‌انگیز است؛ این دستگاه می‌تواند داده‌ها با نرخ ۱۰۰۰ گیگابیت بر ثانیه (یک ترابیت بر ثانیه) منتقل کند. در حالی که پیشرفته‌ترین سیستم‌های کنونی حداکثر سرعت حدود ۵۶ گیگابیت بر ثانیه را دارند.
برای درک بهتر این سرعت، علیرضا گراوند، نویسنده اصلی مقاله، توضیح می‌دهد:
🔗 بیشتر بخوانید: برانگیختگی علاقه جان فلمستید به ستاره‌شناسی
«شما می‌توانید یک مجموعه داده آموزشی کامل، معادل بیش از ۱۰۰ میلیون کتاب را در کمتر از ۷ دقیقه منتقل کنید؛ تقریباً به اندازه زمان دم‌کردن یک فنجان قهوه.»
شگفت‌انگیزتر از سرعت، مصرف انرژی این تراشه است. این دستگاه برای انجام چنین انتقال عظیم‌الحجمی، تنها ۴ ژول انرژی مصرف می‌کند؛ مقداری که تنها برای گرم کردن یک میلی‌لیتر آب به اندازه یک درجه سانتی‌گراد کافی است.
این پیشرفت بزرگ مدیون نوآوری در بهره‌گیری از مدولاتورهای میکرورینگ (MRMs) است. این دستگاه‌های حلقه‌وار و میکروسکوپی از جنس سیلیکون، نور را برای کدگذاری اطلاعات متحول می‌کنند. تا پیش از این، سیستم‌ها تنها از «شدت» نور برای انتقال داده استفاده می‌کردند. اما تیم دانشگاه لاوال با به کارگیری یک سیستم دوگانه، موفق شدند علاوه بر شدت، از «فاز» نور (شیفت موج) نیز به عنوان یک بُعد نوین برای کدگذاری اطلاعات بهره ببرند. این رویکرد، پهنای باند و ظرفیت انتقال داده را به صورت نمایی افزایش می‌دهد.
مراکز داده مدرن که هزاران پردازنده دارند، با مشکل ارتباطات کند و پرمصرف در فواصل طولانی مواجه هستند. گراوند می‌گوید: «شما با سیستمی روبرو می‌شوید که کیلومترها طول دارد.» اما با این فناوری نوین، پردازنده‌ها می‌توانند به گونه‌ای با هم ارتباط برقرار کنند که گویی تنها چند متر از هم فاصله دارند. این امر می‌تواند مشکل مصرف انرژی بالا در صنعت هوش مصنوعی را حل کند.
یافته‌های این پژوهش در نیچر منتشر شده است.
