تراشهای که میتواند ۱۰۰ میلیون کتاب را در عرض ۷ دقیقه جابهجا کند
گروهی از پژوهشگران تحت رهبری یک دانشمند ایرانی موفق به طراحی تراشهای نوری شدهاند که قادر است دادهها را با سرعتی نزدیک به ۲۰ برابر بیشتر از سیستمهای موجود انتقال دهد و همزمان مصرف انرژی را نیز کاهش دهد. این نوآوری میتواند به حل مشکل افزایش تقاضا برای انرژی در مراکز داده مرتبط با هوش مصنوعی کمک کند.
بر اساس گزارش مجله Interesting Engineering، با پیشرفت سریع هوش مصنوعی، مراکز داده مدرن با چالشی جدی در رابطه با مصرف بالای انرژی مواجه شدهاند. هماکنون، تیمی از محققان در مرکز اپتیک، فوتونیک و لیزر (COPL) دانشگاه لاوال کانادا به سرپرستی «علیرضا گراوند» به توسعه یک راهکار نوآورانه پرداختهاند.
تراشهای نوین به دست دانشمند ایرانی برای تسریع انتقال دادهها
این محققان به موفقیتی چشمگیر دست یافته و یک تراشه فوتونیک به نازکی یک تار مو تولید کردهاند که به جای بهرهگیری از الکتریسیته، از نور برای انتقال دادهها استفاده میکند. این تراشه از نظر عملکرد بینظیر است و میتواند دادهها را با سرعتی معادل ۱۰۰۰ گیگابیتبرثانیه (یک ترابیتبرثانیه) منتقل کند؛ در حالی که سیستمهای پیشرفته فعلی تنها قادر به دستیابی به حداکثر سرعت ۵۶ گیگابیتبرثانیه هستند.
برای درک بهتر این سرعت بالا، علیرضا گراوند، نویسنده اصلی این تحقیق، میگوید:
«شما میتوانید یک مجموعه داده آموزشی کامل، برابری با بیش از ۱۰۰ میلیون کتاب را در کمتر از ۷ دقیقه منتقل کنید؛ تقریباً به اندازه زمانی که برای دمکردن یک فنجان قهوه صرف میشود.»
علاوه بر شگفتانگیز بودن سرعت، مصرف انرژی این تراشه هم قابل توجه است. برای چنین انتقال عظیمی، این دستگاه تنها ۴ ژول انرژی نیاز دارد که معادل گرما دادن به یک میلیلیتر آب به اندازه یک درجه سانتیگراد است.
این پیشرفت شگرف حاصل نوآوری در بهکارگیری مدولاتورهای میکرورینگ (MRMs) است. این دستگاههای کوچکی که با فرم حلقهای از جنس سیلیکون طراحی شدهاند، نور را برای کدگذاری اطلاعات تنظیم میکنند. در گذشته، سیستمها تنها از «شدت» نور برای انتقال دادهها بهره میبردند، اما تیم دانشگاه لاوال با استفاده از یک سیستم دوگانه، موفق شدهاند تا علاوه بر شدت، از «فاز» نور (شیفت موج) نیز به عنوان یک بعد جدید در کدگذاری اطلاعات استفاده کنند. این روش بهطور نمایی پهنای باند و ظرفیت انتقال داده را افزایش میدهد.
مراکز داده مدرن که تجهیزات پردازشی متعددی دارند، با مشکل ارتباطات کند و پرمصرف در فواصل زیاد دست و پنجه نرم میکنند. گراوند اشاره میکند: «شما با سیستمیروبرو هستید که کیلومترها امتداد دارد.» اما با استفاده از این فناوری نوین، پردازندهها میتوانند به گونهای با یکدیگر ارتباط برقرار کنند که گویی تنها چند متر از هم فاصله دارند. این تحول ممکن است به حل مشکل بالای مصرف انرژی در صنعت هوش مصنوعی کمک کند.
نتایج این تحقیق در نشریه نیچر منتشر شده است.
