يمكن للرقائق المرتبطة بالضوء تدريب الذكاء الاصطناعي بشكل أسرع مع استخدام طاقة أقل

يمكن لتقنية الألياف الضوئية أن تساعد الرقائق على التواصل مع بعضها البعض بسرعة الضوء، مما يمكنها من نقل معلومات أكبر بـ 80 مرة مما يمكنها نقله باستخدام التوصيلات الكهربائية التقليدية. وقد يؤدي ذلك إلى تسريع أوقات التدريب المطلوبة لنماذج الذكاء الاصطناعي الكبيرة بشكل كبير – من أشهر إلى أسابيع – مع تقليل تكاليف الطاقة والانبعاثات لمراكز البيانات أيضًا.

لا تزال معظم شرائح الكمبيوتر المتقدمة تتواصل باستخدام الإشارات الكهربائية المنقولة عبر الأسلاك النحاسية. ولكن في حين تتسابق صناعة التكنولوجيا لتدريب نماذج كبيرة من الذكاء الاصطناعي ــ وهي العملية التي تتطلب شبكات من رقائق الذكاء الاصطناعي الفائقة لنقل كميات هائلة من البيانات ــ فإن الشركات حريصة على ربط الرقائق باستخدام الاتصالات بسرعة الضوء التي توفرها الألياف الضوئية.

هذه التكنولوجيا ليست جديدة: فالإنترنت يعتمد بالفعل على كابلات الألياف الضوئية الموجودة تحت سطح البحر والتي تمتد لآلاف الكيلومترات بين القارات. ولكن من أجل نقل البيانات بين شرائح بحجم ظفر الإصبع، يجب على الشركات توصيل أكبر عدد ممكن من الألياف الضوئية الرفيعة بقدر الإمكان بحافة كل شريحة.

“كما نعلم جميعًا، فإن أفضل تكنولوجيا اتصالات هي الألياف الضوئية، ولهذا السبب يتم استخدام الألياف الضوئية في كل مكان آخر للاتصالات لمسافات طويلة،” قال موكيش كهاري من أبحاث IBM خلال مؤتمر صحفي استعرض التكنولوجيا. “إن هذا الابتكار البصري المعبأ بشكل مشترك يجلب بشكل أساسي قوة الألياف الضوئية إلى الشريحة نفسها.”

قام خير وزملاؤه بتطوير وحدة بصريات من شأنها أن تمكن صانعي الرقائق من إضافة ستة أضعاف عدد الألياف الضوئية إلى حافة الشريحة، مقارنة بالتقنيات الحالية. تستخدم الوحدة بنية تسمى الدليل الموجي البصري لتوصيل ما يصل إلى 51 ليفًا ضوئيًا لكل ملليمتر. كما أنه يمنع الإشارات الضوئية الصادرة من أحد الألياف من التداخل مع الألياف المجاورة لها.

يقول دان هاتشيسون، من شركة TechInsights، وهي شركة متخصصة في تكنولوجيا أشباه الموصلات: “ما فعلته شركة IBM هنا حقًا هو استخدام جميع المواد وتكنولوجيا التعبئة والتغليف الخاصة بها – تاريخ الريادة في ذلك – لاختراق كيفية عمل الألياف الضوئية عالية الكثافة باستخدام أدلة الموجات”. شركة أبحاث مقرها في كندا. “بالنسبة لي، كان هذا إنجازًا كبيرًا عندما رأيته.”

ومن الممكن أن يؤدي التعزيز الناتج في الاتصال بين الرقائق إلى تمكين مطوري الذكاء الاصطناعي من تدريب نموذج لغوي كبير في غضون ثلاثة أسابيع بدلاً من ثلاثة أشهر. إن التحول من الأسلاك الكهربائية إلى الألياف الضوئية للاتصالات عبر الرقائق يمكن أن يعني أيضًا انخفاضًا بمقدار خمسة أضعاف في تكلفة الطاقة اللازمة لتدريب نماذج الذكاء الاصطناعي هذه.

لقد قامت شركة IBM بالفعل بإخضاع الوحدة الضوئية لاختبارات التحمل التي تضمنت رطوبة عالية ودرجات حرارة تتراوح من -40 درجة مئوية (-40 درجة فهرنهايت) إلى 125 درجة مئوية (257 درجة فهرنهايت). ويتوقع هاتشيسون أن شركات تصنيع أشباه الموصلات الكبرى قد تكون مهتمة بترخيص هذه التكنولوجيا.

ويقول: “نحن حقًا في الأيام الأولى لكل هذا، لكنه المجال الأكثر سخونة في تكنولوجيا أشباه الموصلات في الوقت الحالي من حيث الحوسبة عالية الأداء وتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي”.