Hong Kong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, ETH Zürih ve Université de Bourgogne Europe'dan araştırmacılar, elektronik mühendisliğinde çığır açacak yeni bir teknolojiye imza attı. Nature Electronics dergisinde yayımlanan çalışmaya göre, "memristör" (hafızalı direnç) teknolojisine dayalı yeni yapay nöronlar, mevcut yapay zeka donanımlarının en büyük sorunu olan enerji verimliliği ve ölçeklenebilirlik engellerini ortadan kaldırmayı hedefliyor.
Son yıllarda ChatGPT gibi Büyük Dil Modelleri (LLM) ve otomatik transkripsiyon sistemleri olağanüstü performans sergilese de, bu yazılımları çalıştıran donanımlar yoğun işlem gücü gerektiriyor ve cihazların enerjisini hızla tüketiyor. Geliştirilen yeni teknoloji, bu soruna "beyin benzeri" (nöromorfik) bir çözüm sunuyor.
KABLO YERİNE IŞIK KULLANILIYOR
Projenin en devrimci yönü, nöronlar arası iletişimde fiziksel kabloların yerini ışığın alması. Yue Zhou ve Yuetong Fang liderliğindeki ekip, gümüş ve yalıtkan bir polimerden (gümüş/poli-metil metakrilat/gümüş) oluşan özel memristörler tasarladı.
Bu yapay nöronlar, yeterli miktarda elektrik sinyali aldıklarında, diğer nöronlarla iletişim kurmak için ışık darbeleri (fotonlar) yayıyor. Işığın kabloya ihtiyaç duymadan hareket edebilmesi, hantal elektronik devrelerin ve karmaşık kablolama altyapısının ortadan kalkmasını sağlıyor.
Araştırmacılar, makalelerinde bu yeniliği şöyle özetledi: "Geleneksel metal oksit yarı iletken tabanlı nöronların büyük ayak izi ve kablolama kısıtlamaları, sistemlerin ölçeklenmesini engelliyordu. Biz, sinyalleri iletmek için hantal devrelere ihtiyaç duymayan, fotonik olarak bağlantılı, ölçeklenebilir 3D ağlar oluşturulabileceğini gösterdik."
YÜZDE 92'Yİ AŞAN DOĞRULUK ORANI
Geliştirilen yapay nöronların potansiyeli, oluşturulan iki adet 3 boyutlu sinir ağı üzerinde test edildi. Konuşma sınıflandırması ve el yazısı rakamlarının tanınması gibi standart yapay zeka görevlerinde sistemin performansı ölçüldü.
Elde edilen sonuçlar, teknolojinin ticarileşme potansiyelini doğruluyor:
KOMPAKT VE YÜKSEK PERFORMANSLI DONANIMLAR
Yeni teknoloji, 170 nm x 240 nm gibi son derece küçük bir ayak izine sahip nöronların yoğun bir şekilde paketlenmesine olanak tanıyor. Kablolama zorunluluğunun kalkmasıyla birlikte, üç boyutlu (3D) olarak istiflenebilen bu mimari, geleceğin kompakt ve yüksek performanslı yapay zeka çiplerinin temelini oluşturabilir.
Uzmanlar, bu gelişmenin sadece veri merkezlerinde değil, enerji kısıtı olan mobil cihazlarda ve uç (edge) bilişim uygulamalarında da yapay zekanın verimliliğini artıracağını öngörüyor.
