В то время как традиционные полупроводниковые системы сталкиваются с проблемой избыточного тепла, которое возникает в результате прохождения тока через элементы нано-размера на малых частотах, фотонная система обрабатывает свои рабочие нагрузки с нулевым нагревом от сопротивления тока.
Компания Lightelligence разработала новый оптический процессор Photonic Arithmetic Computing Engine (PACE), который значительно превосходит графические. Об этом пишет портал Tom's Hardware.
Как утверждают разработчики, процессор состоит из 12 тыс. оптических устройств, работающих с частотой 1 ГГц. Он использует стандартную интеграцию кремниевой фотоники с интерферометром Маха-Цендера (MZI) для вычислений и микроэлектромеханические системы для изменения формы волновода — канала, по которому распространяются оптические волны или, говоря проще, световые сигналы.
Во время испытания PACE рассчитал математическую модель Изинга, которая используется для описания намагничивания материалов и фазовых переходов. Такие вычисления часто необходимы для исследований в области термодинамики, биоинформатики, криптографии, проектирования схем, материаловедении, оптимизации электросетей и других.
С этой задачей PACE справился в 100 раз быстрее графического процессора Nvidia GeForce RTX 3080. Кроме того, устройство Lightelligence оказалось в 25 раз мощнее системы Toshiba на базе FPGA, которую создали специально для расчета модели Изинга. PACE должен ускорить сложные вычисления для разработки искусственного интеллекта, глубокого обучения (Deep Learning) и машинного обучения (Machine Learning). Компания также предлагает алгоритмы, созданные специально для решения некоторых фундаментальных вычислительных задач.
Под фундаментальными задачами подразумевают трудноразрешимые математические задачи, известные как NP-полные, которые ставили математиков в тупик последние 50 лет. Алгоритмы для NP-полных задач важны, потому что они могут быть сопоставлены друг с другом, и у них есть сотни практических применений. Задачи из класса NP постоянно встречаются в различных сферах жизнедеятельности: восстановление поврежденных файлов, оптимизация маршрутов, сложные вычисления в биоинформатике.
Первые оптические процессоры PACE планируют выпустить на коммерческий рынок в 2023 году. До этого компания разработает пилотный ПО-продукт для ускорения искусственного интеллекта.
НиТ писал о новом программируемого материала на основе оксида индия-олова, который позволит нанофотонному процессору потреблять меньше энергии и работать быстрее, чем любой современный компьютер.
