Engenheiros da Universidade da Pensilvânia, nos EUA, desenvolveram um chip inovador que, utilizando ondas de luz em vez de eletricidade, efetua os complexos cálculos matemáticos necessários para treinar a inteligência artificial (IA). Este chip tem o potencial de acelerar radicalmente a velocidade de processamento dos computadores, reduzindo simultaneamente o seu consumo de energia.
O chip de fotónica de silício (SiPh) representa um avanço, combinando a investigação na manipulação de materiais à escala nanométrica para efetuar cálculos matemáticos utilizando a luz, o meio de comunicação mais rápido possível, com a plataforma SiPh, que utiliza o silício, um elemento abundante e barato para a produção em massa de chips de computador.
Desenvolvimento tecnológico
A interação das ondas de luz com a matéria abre uma possível via para o desenvolvimento de computadores que ultrapassem as limitações dos atuais chips, que se baseiam essencialmente nos mesmos princípios que os chips do início da revolução informática, na década de 1960.
Num artigo publicado na Nature Photonics, os grupos responsáveis, Engheta e Firooz Aflatouni, (nomes dos professores que lideram estes grupos) descrevem o desenvolvimento do novo chip como sendo o resultado da união das suas forças. Segundo informações, o grupo de investigação de Aflatouni foi pioneiro em dispositivos de silício à escala nanométrica.
O objetivo era desenvolver uma plataforma capaz de realizar a chamada multiplicação matriz-vetorial, uma operação matemática central para o desenvolvimento e funcionamento das redes neuronais, a arquitetura computacional que impulsiona as atuais ferramentas de IA.
Inovações e vantagens
Em vez de utilizar um wafer de silício de altura uniforme, foi usada uma técnica com diferenciação do espaço.
Segundo explica o professor Engheta, “o silício é mais fino, digamos 150 nanómetros”, mas apenas em regiões específicas. Estas variações de altura, sem adição de qualquer outro material, permitem controlar a propagação da luz através do chip, uma vez que as variações de altura podem ser distribuídas de modo a que a luz se disperse em padrões específicos, permitindo que o chip efetue cálculos matemáticos à velocidade da luz.
Devido às limitações impostas pela fundição comercial que produziu os chips, o professor Aflatouni diz que esta conceção está agora pronta para aplicações comerciais e pode ser adaptada para utilização em unidades de processamento gráfico (GPU), cuja procura aumentou com o interesse generalizado no desenvolvimento de novos sistemas de IA.
Podem adotar a plataforma da Silicon Photonics como um complemento e assim é possível acelerar a formação e a classificação.
Referiu Firooz Aflatouni, Professor de Engenharia Eletrotécnica e de Sistemas.
Além da maior velocidade e do menor consumo de energia, o chip de Engheta e Aflatouni oferece vantagens em termos de privacidade: uma vez que muitos cálculos podem ocorrer em simultâneo, não será necessário armazenar informações sensíveis na memória de trabalho do computador, o que torna um futuro computador alimentado por esta tecnologia praticamente impossível de piratear.
Ninguém pode entrar numa memória inexistente para aceder à sua informação.
Afirmou Aflatouni.