Новая ячейка памяти на основе света сохраняет и обрабатывает данные с в 1000 раз большей долговечностью

Новый вид ячеек памяти, которые могут как хранить информацию, так и выполнять сверхбыстрые вычисления, появился в результате недавних исследований. Этот прорыв, о котором рассказывается в журнале Nature Photonicsможет привести к более быстрой и эффективной обработке искусственного интеллекта и сократить потребление энергии в центрах обработки данных.

Эта ячейка памяти работает за счет использования магнитных полей для направления световых сигналов через кольцеобразный резонатор. Эта деталь усиливает определенные длины световых волн, направляя их по часовой стрелке или против часовой стрелки к определенным выходным портам. Яркость света в каждом порту кодирует такие значения, как ноль и единица - или даже ноль и минус один.

Традиционные ячейки памяти обычно хранят информацию в виде простых нулей или единиц, но эта новая конструкция может хранить множество нецелых значений, управляя до 3,5 бит на ячейку. Это похоже на двух бегунов, идущих по дорожке в противоположных направлениях, при этом факторы окружающей среды меняют их относительную скорость, а разница используется для кодирования положительных или отрицательных чисел.

Эти закодированные значения играют ключевую роль в искусственных нейронных сетях, помогая усиливать или ослаблять связи между узлами. Это особенно полезно в таких задачах, как распознавание изображений, где нейронные сети интерпретируют визуальные данные с помощью процессов, которые работают примерно так же, как человеческий мозг.

Одним из главных преимуществ этой технологии является ее эффективность. В обычных компьютерах хранение и вычисления разделены - цифры обрабатываются в центральном процессоре, а затем результаты сохраняются в памяти. Но эта новая ячейка обрабатывает высокоскоростные вычисления прямо в самой памяти, что является огромным преимуществом для приложений ИИ, которым необходимо быстро обрабатывать данные.

Команда исследователей подвергла свою разработку тщательным испытаниям и доказала, что она может выдержать более двух миллиардов циклов записи и стирания без падения производительности. Такая долговечность в тысячу раз лучше, чем у предыдущих технологий фотонной памяти. Для сравнения, типичные флэш-накопители обычно выдерживают от 10 000 до 100 000 таких циклов.

Заглядывая вперед, команда хочет добавить больше ячеек в компьютерные чипы и исследовать еще более сложные вычисления. Эта технология может сократить потребление энергии системами искусственного интеллекта, сделав шаг к повышению эффективности вычислений.