Pesquisadores da Universidade da Flórida desenvolveram um chip de silício que utiliza lentes de Fresnel de luz e microscópica a laser para executar operações de convolução, uma função central na inteligência artificial (AI), com consumo significativamente reduzido de energia. As descobertas, publicadas em *Photonics avançadas *, destacam uma solução potencial para as crescentes demandas de energia de modelos de IA cada vez mais complexos. O chip integra componentes ópticos diretamente no silício, permitindo que ele realize convoluções usando luz em vez de confiar apenas na eletricidade. Essa abordagem reduz drasticamente o consumo de energia enquanto acelera as velocidades de processamento. Volker J. Sorger, o professor de dotação de fotônicos semicondutores da Universidade da Flórida e o líder do estudo, enfatizou a importância desse avanço, afirmando: “Realizar um computação importante que impulsiona a máquina em quase zero energia é um salto para os futuros sistemas de IA. Isso é fundamental para manter as capacidades de AI em anos. Nos testes de protótipo, o chip demonstrou sua capacidade de classificar dígitos manuscritos com aproximadamente 98% de precisão, um nível de desempenho comparável ao dos chips eletrônicos convencionais. O sistema emprega dois conjuntos de lentes Fresnel miniaturizadas, versões planas e ultrafinas de lentes tradicionais, fabricadas usando técnicas padrão de fabricação de semicondutores. Essas lentes, mais estreitas que um cabelo humano, são gravadas diretamente na superfície do chip. O processo de convolução envolve a conversão de dados de aprendizado de máquina em luz a laser no chip. Essa luz passa pelas lentes Fresnel, que executam a transformação matemática necessária para a convolução. Finalmente, o resultado é convertido novamente em um sinal digital para concluir a tarefa de IA. Hangbo Yang, professor associado de pesquisa do grupo de Sorger na UF e co -autor do estudo, observou a novidade dessa abordagem, afirmando: “Esta é a primeira vez que alguém coloca esse tipo de computação óptica em um chip e o aplicou a uma rede neural da IA”. A equipe também demonstrou a capacidade do chip de processar vários fluxos de dados simultaneamente usando lasers de cores diferentes, uma técnica conhecida como multiplexação de comprimento de onda. Yang explicou: “Podemos ter vários comprimentos de onda, ou cores, de luz passando pela lente ao mesmo tempo. Essa é uma vantagem essencial da fotônica”. A pesquisa foi um esforço colaborativo envolvendo o Instituto de Semicondutores da Flórida, UCLA, e a George Washington University. Sorger apontou que empresas como a Nvidia já incorporam elementos ópticos em certos sistemas de IA, o que poderia facilitar a integração dessa nova tecnologia. Sorger prevê um futuro em que a óptica baseada em chips é parte integrante dos chips de IA cotidianos, afirmando: “Em um futuro próximo, a óptica baseada em chip se tornará uma parte essencial de todos os chips de IA que usamos diariamente. E a computação óptica de IA é a próxima”.
Source: Novo chip reduz significativamente o consumo de energia da IA
