Light chip

في طفرة تكنولوجية كبيرة، أصبح العلماء في جامعة بنسلفانيا رائدين في إنشاء شريحة كمبيوتر جديدة تستخدم الضوء بدلاً من الكهرباء، ويمثل هذا الابتكار خطوة حاسمة إلى الأمام في تعزيز سرعات نقل البيانات، وخاصة لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي، مع تحسين كفاءة استخدام الطاقة بشكل كبير.

ومع الانتشار الواسع لنماذج الذكاء الاصطناعي في مختلف الصناعات، كان هناك طلب متزايد على أنظمة الحوسبة القادرة على معالجة كميات هائلة من البيانات بكفاءة، وغالباً ما تؤدي طرق الحوسبة التقليدية إلى استهلاك طاقة مرتفع، مما يدفع إلى الحاجة إلى بدائل أكثر استدامة.

وقام فريق البحث بقيادة البروفيسور نادر إنجاتا من كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة بنسلفانيا، بتطوير شريحة سيليكون فوتونية (SiPh) قادرة على تنفيذ العمليات الحسابية باستخدام الضوء، والضوء، كونه أسرع وسيلة معروفة لنقل البيانات، يوفر سرعة وكفاءة لا مثيل لها.

وركز الفريق على تصميم شريحة قادرة على أداء عمليات "مصفوفة المتجهات"، وهي حسابات رياضية أساسية تستخدم على نطاق واسع في تطوير وتشغيل الشبكات العصبية، وتشكل هذه العمليات العمود الفقري لبنيات الذكاء الاصطناعي الحالية، ولتحسين أداء الشريحة، سيطر العلماء بدقة على اختلافات الارتفاع داخل الشريحة، مما يضمن انتقال الضوء في خطوط مستقيمة، وتتيح هذه الهندسة الدقيقة معالجة البيانات بكفاءة مع تقليل استهلاك الطاقة.

وتتمتع شريحة SiPh بالقدرة على استبدال وحدات معالجة الرسومات التقليدية (GPUs) التي تستخدمها الشركات لتدريب وتصنيف نماذج الذكاء الاصطناعي الخاصة بها، ويقترح البروفيسور المشارك فوروز أفلاطوني من قسم الهندسة الكهربائية وهندسة الأنظمة بجامعة بنسلفانيا أن دمج شريحة SiPh في البنية التحتية الحالية يمكن أن يعزز بشكل كبير قدرات الذكاء الاصطناعي.

وعلاوة على ذلك، تعالج شريحة SiPh المخاوف المتعلقة بخصوصية البيانات من خلال إجراء العمليات الحسابية بشكل أسرع وأكثر أمانًا، مع استهلاك كهرباء أقل، وإن قدرته على تنفيذ عمليات حسابية متعددة بالتوازي تلغي الحاجة إلى تخزين المعلومات في الذاكرة العاملة أثناء العمليات الحسابية.

ويؤكد أفلاطوني على الفوائد الأمنية لشريحة SiPh، قائلاً: "لا يمكن لأحد اختراق ذاكرة غير موجودة للوصول إلى معلوماتك"، ويسلط هذا التأكيد الضوء على قدرة الشريحة على إحداث ثورة في أمن البيانات في أنظمة الحوسبة.

وباختصار، يمثل تطوير شريحة SiPh تقدماً ملحوظاً في تكنولوجيا الكمبيوتر، مما يوفر سرعة وكفاءة وأماناً لا مثيل لهما في معالجة البيانات، ومع قدرتها على تحويل قدرات الذكاء الاصطناعي ومعالجة المخاوف الملحة المتعلقة بخصوصية البيانات، تبشر شريحة SiPh بعصر جديد من الابتكار في مجال الحوسبة.