تیمی از محققان به سرپرستی دانشمندی ایرانی تراشه‌ای نوری ابداع کرده‌اند که می‌تواند داده‌ها را با سرعتی نزدیک به ۲۰ برابر سریع تر از سیستم‌های جاری منتقل کند و درعین‌حال، مصرف انرژی را افت دهد. این فناوری می‌تواند مشکل عطش سیری‌ناپذیر مراکز داده هوش مصنوعی برای انرژی را حل کند.

بر پایه گزارش Interesting Engineering، با رشد سریع هوش مصنوعی، مراکز داده مدرن با یک قضیه بزرگ مواجه شده‌اند: مصرف انرژی زیاد بالا. اکنون تیمی از پژوهشگران در مرکز اپتیک، فوتونیک و لیزر (COPL) دانشگاه لاوال کانادا به رهبری «علیرضا گراوند» یک راهکار دلنشین گسترش داده‌اند.

تراشه تازه دانشمند ایرانی برای افزایش شدت انتقال داده‌ها

محققان موفق به ساخت یک تراشه فوتونیک (نوری) به نازکی یک تار مو شده‌اند که به‌جای الکتریسیته، از نور برای انتقال داده منفعت گیری می‌کند. کارکرد این تراشه از هر نظر شگفت‌انگیز است؛ این تراشه می‌تواند داده‌ها را با شدت ۱۰۰۰ گیگابیت‌برثانیه (یک ترابیت‌برثانیه) منتقل کند. این درحالی است که سیستم‌های پیشرفته جاری حداکثر سرعتی نزدیک به ۵۶ گیگابیت‌برثانیه دارند.

برای فهمیدن بهتر این شدت، علیرضا گراوند، نویسنده مهم این مقاله، می‌گوید:

«شما می‌توانید یک مجموعه داده آموزشی کامل، معادل بیشتر از ۱۰۰ میلیون کتاب را در کمتر از ۷ دقیقه منتقل کنید؛ تقریباً به اندازه زمان دم‌کردن یک فنجان قهوه.»

شگفت‌انگیزتر از شدت، مصرف انرژی این تراشه است. این دستگاه برای این چنین انتقال عظیمی، فقط ۴ ژول انرژی مصرف می‌کند؛ مقداری که تنها برای گرم‌کردن یک میلی‌لیتر آب به اندازه یک درجه سانتی‌گراد کافی است.

این پیشرفت بزرگ مدیون نوآوری در منفعت گیری از مدولاتورهای میکرورینگ (MRMs) است. این دستگاه‌های حلقه‌ای شکل و میکروسکوپی از جنس سیلیکون، نور را برای کدگذاری اطلاعات تحول خواهند داد. تا پیش‌ازاین، سیستم‌ها تنها از «شدت» نور برای انتقال داده منفعت می‌بردند. اما تیم دانشگاه لاوال با منفعت گیری از یک سیستم دوگانه، موفق شدند علاوه‌بر شدت، از «فاز» نور (شیفت موج) نیز به گفتن یک بُعد تازه برای کدگذاری اطلاعات منفعت گیری کنند. این رویکرد، پهنای باند و ظرفیت انتقال داده را به شکل نمایی افزایش می‌دهد.

مراکز داده مدرن که هزاران پردازنده دارند، با مشکل ارتباطات کُند و پرمصرف در فواصل طویل مواجه می باشند. گراوند می‌گوید: «شما با سیستمی روبه رو می‌شوید که کیلومترها طول دارد.» اما با این فناوری تازه، پردازنده‌ها می‌توانند به طوری با هم ربط برقرار کنند که گویی فقط چند متر از هم فاصله دارند. این کار می‌تواند مشکل مصرف انرژی بالای صنعت هوش مصنوعی را حل کند.

یافته‌های این پژوهش در نیچر انتشار شده است.