Jejich 3D fotonicko-elektronický čip, představený v odborném časopise Nature Photonics, kombinuje přenos dat pomocí světla s moderními polovodičovými technologiemi (CMOS). Výsledkem je extrémně rychlé a zároveň energeticky úsporné řešení, které by mohlo nahradit současné náročné datové spoje nejen v AI, ale i v dalších oblastech výpočetní techniky.

Světlo místo elektrických signálů: Klíč k vyšší efektivitě

Základem nového čipu je kombinace fotonických a elektronických komponent, která umožňuje přenos dat pomocí světla v rámci jednoho zařízení. Světlo, na rozdíl od elektrických signálů, neprodukuje tolik tepla, nevyžaduje vysoké napětí a neomezuje rychlost přenosu tak jako tradiční vodiče.

Výsledkem je technologie, která dokáže přenést data rychlostí 800 Gb/s při pouhé spotřebě 120 femtojoule na bit – což je o několik řádů efektivnější než klasické čipy. Hustota přenosu dat dosahuje až 5,3 Tb/s na milimetr čtvereční, což výrazně překonává dosavadní průmyslové standardy.

Spolupráce elitních univerzit a armádního výzkumu

Za vývojem čipu stojí tým vedený profesorkou Keren Bergman z Columbijské univerzity, ve spolupráci s profesorem Alyoshem Molnarem z Cornellovy univerzity. Na výzkumu se podíleli i odborníci z Air Force Research Laboratory a Dartmouth College, a financování zajistily agentury DARPA a ARPA-E, což zdůrazňuje strategický význam projektu pro budoucnost technologií Spojených států.

Zdroj: Shutterstock

Technologie je navržena tak, aby byla cenově dostupná. Čip využívá komponenty vyráběné v běžných komerčních foundry závodech a je připraven pro široké nasazení v průmyslu.

Řešení jednoho z největších problémů současné AI

Moderní AI systémy, jako jsou rozsáhlé jazykové modely nebo autonomní vozidla, pracují s masivním množstvím dat, která je potřeba rychle a efektivně přenášet mezi jednotlivými výpočetními jednotkami. Tradiční datová propojení ale tuto výměnu nejen zpomalují, ale i výrazně zatěžují energetické rozpočty datových center.

Nový čip tak eliminuje úzké hrdlo v přenosu dat, které je v současnosti jednou z největších překážek dalšího rozvoje AI. Díky 3D integraci fotonických a elektronických prvků umožňuje čip rozšíření distribuovaných výpočetních architektur, které byly dosud kvůli energetickým a latenčním omezením jen obtížně realizovatelné.