ניו-טק מגזין | פברואר | המהדורה הדיגיטלית

מעבר למהירות האור ? AI האם האלקטרו-אופטיקה תציל את מהפכת ה -

מערכת ניו-טק מגזינים דרופ »

שאלה אלקטרונית בלבד - זו גם שאלה תשתיתית. כאן נכנסת לתמונה הפוטוניקה.

האלקטרו-אופטיקה מזוהה בדרך כלל עם חישה, הדמיה ולייזרים. בשנים האחרונות מתרחשת תזוזה עמוקה יותר, כמעט מתחת לרדאר: טכנולוגיות אור עוברות בהדרגה מעולמות התקשורת והמדידה אל לב-ליבו של המחשוב. אם המגמה הזו תבשיל, האור ישמש גם להעברת מידע וגם לעיבודו. דחיפה לשינוי מגיעה מהבינה ה המלאכותית. ככל שמודלים חישוביים מתרחבים ומשתלבים בכל תחומי הכלכלה - מתעשייה ורפואה ועד שירותי ענן ותחבורה - כך גדל גם המחיר הפיזי שמאחוריהם: חומרה, חשמל AI וקירור. מרכזי נתונים המפעילים עומסי צורכים כבר כיום כמויות אנרגיה עצומות, והתחזיות מצביעות על המשך עלייה בעשורים הקרובים. במקביל, מערכות אנרגיה לאומיות, במיוחד באירופה, מתמודדות עם חשמול מואץ של תחבורה ותעשייה. כך הולכות ונפגשות שתי תשתיות יסוד של הכלכלה המודרנית: אנרגיה ודיגיטל. בתמונה הזו, יעילות המחשוב אינה עוד

התאמה טבעית לעומסי חישוב מודרניים מערכות למידה מבוססות רשתות נוירונים נשענות במידה רבה על פעולות ליניאריות, ובעיקר כפל מטריצות. פעולות אלו יכולות להתבצע באופן טבעי באמצעות התאבכות של גלי אור, כלומר בפיזיקה עצמה ולא בטרנזיסטורים. במילים אחרות, במקום לבנות מיליארדי טרנזיסטורים המבצעים חישוב, ניתן לתת לאור לבצע אותו ישירות. בעידן שבו סקייל החישוב מוגבל יותר ויותר על-ידי אנרגיה ולא על-ידי אלגוריתמים, זהו הבדל מהותי. מכאן נובע העניין הגובר במאיצים פוטוניים. :HAETAE פרויקט צעד אירופי-אסייתי למחשוב אופטי אחת היוזמות הבולטות בתחום היא פרויקט , שיתוף פעולה בין האיחוד HAETAE האירופי לדרום קוריאה לפיתוח דור חדש של חומרת חישוב פוטונית. הפרויקט, Chips Joint ו- Horizon Europe במימון , מפתח מעגלים משולבים Undertaking פוטוניים ומאיצים אופטיים המיועדים למרכזי נתונים ולמחשוב ענן.

כשהחישוב עצמו נעשה באור המחשוב הדיגיטלי הקלאסי נשען על אלקטרונים הזורמים דרך טרנזיסטורים ומוליכים. לאלקטרונים יש מגבלות פיזיקליות: התנגדות חשמלית, יצירת חום והפסדי אנרגיה. ככל שהשבבים מהירים וצפופים יותר, כך גדלים גם החום והצריכה - ולכן מרכזי נתונים מודרניים משקיעים אנרגיה רבה בחישוב וגם בקירור. מחשוב פוטוני מציע פרדיגמה שונה: שימוש בפוטונים לביצוע פעולות חישוביות. במקום זרם חשמלי במוליך, גלי אור נעים במוליכים אופטיים זעירים ומבצעים אינטראקציות פיזיקליות כמו אינטרפרנציה, המייצגות פעולות מתמטיות. התוצאה היא חישוב במהירויות גבוהות במיוחד וכמעט ללא יצירת חום. האנלוגיה ההיסטורית ברורה: כאשר סיבים אופטיים החליפו כבלי נחושת בתקשורת, קיבולת ומהירות הרשתות קפצו סדרי גודל. כעת אותה מהפכה עשויה להגיע אל החישוב עצמו.

New-Tech Magazine l 26