Işıkla hesaplama 100 paralel kanal kullanır ve hız ölçeğini bozar

Bilgisayar

Teknolojik Yenilik Web Sitesi Editör Ekibi - 30/06/2025

Liuxing-I, 100 ışık kanalının çoklanmasından termal kontrol sistemine kadar eksiksiz bir yüksek paralel sistemdir. [Görsel: Xiao Yu ve diğerleri - 10.1186/s43593-025-00088-8]

Optik hesaplama

Elektrik yerine ışıkla hesaplama yapmak, yani fotonik işlemciler kullanmak kulağa yeterince iyi geliyor; ancak mühendislerin hesapladığından daha iyi.

Geleneksel von Neumann hesaplamasına alternatif olarak ölçeklenebilirlik, düşük enerji tüketimi, ultra yüksek hız, geniş bant genişliği ve yüksek paralellik gibi doğal avantajlar sunan başlıca platformdur.

Ve tam da bu son noktada, Singapur ve Çin'den gelen bir ekip, paralelliği büyük ölçüde artıran, teorik olarak saniyede 2,560 trilyon işlem (TOPS) gibi neredeyse hayal edilemez bir potansiyele sahip optik bir hesaplama mimarisi geliştirerek ölçeği kelimenin tam anlamıyla aştı ve QOPS (saniyede 2,5 katrilyon işlem) adında yeni bir birim yarattı.

Karşılaştırma yapmak gerekirse, yaklaşık iki ay önce tanıtılan, optik fiberlere entegre edilmiş yapay zeka çiplerini içeren son teknoloji, 1,6 TOPS'a ulaşıyor. Ayrıca, sunulan platformun enerji verimliliği, öncekinin watt başına 0,87 TOPS'una kıyasla şimdi 3,2 TOPS/W'tan daha yüksek.

"100 dalga boyu çoklama yapabilen paralel bir optik hesaplama sistemi gösterdik ve optik hesaplanabilirliği artırmak için yeni bir yol açtık. Bu, tek şeritli bir otoyolu yüzlerce şeridi paralel olarak barındırabilen bir süperotoyola dönüştürmek gibidir - çip donanımını değiştirmeden verimi önemli ölçüde artırır," dedi Şanghay Optik ve İnce Mekanik Enstitüsü'nden Profesör Peng Xie.

(a) Üç ana bileşene sahip sistematik şema. (b) 100 kanallı dalga boyu paralel optik hesaplama şeması. [Resim: Xiao Yu ve diğerleri - 10.1186/s43593-025-00088-8]

Paralellik

Optik hesaplamadaki bu ultra yüksek paralellik, çok dalga boylu ışık kaynakları, optik ara bağlantı çipleri, işlemciler, dizi sürücü sistemleri ve hibrit fotonik-elektronik hesaplama algoritmalarının entegre edilmesiyle elde edildi.

Çip üzerindeki paralel optik hesaplama sistemine "Liuxing-I" adı verildi. Bu sistem, çok dalga boylu ışık kaynaklarını işlemek üzere tasarlanmış entegre bir mikro boşluk optik frekans tarağı, yeniden yapılandırılabilir yüksek performanslı bir optik işlemci ve ölçeklenebilir, yüksek hassasiyetli bir sürücü sistemi dahil olmak üzere birden fazla bileşeni bir araya getiriyor ve bunların hepsi 50 GHz modülasyon frekansında çalışıyor.

"Her kritik teknik zorluk, nokta-çizgi-yüzey araştırma stratejisini izleyen özel ekip üyeleri tarafından ele alındı. Bu sistematik yaklaşım, temel araştırmadan tam sistem entegrasyonuna hızla ilerlememizi sağladı," dedi Xie.

Araştırmacılar mimariyi pratik testlerde doğruladılar ve 100 dalga boyu çoklamanın sağlamlığını doğrulayarak paralel veri işlemede tutarlılığı önemli ölçüde iyileştirdiler. Bu uygulama, fotonik sistemlerin hesaplama kapasitesinde önemli bir sıçramayı, optik hesaplamanın pratik uygulamasına doğru kritik bir adımı işaret ediyor.

Diğer haberler:

Daha fazla konu