Yapay zekada optik çip dönemi: GPU'ların sınırları aşılacak

San Francisco merkezli optik bilişim girişimi Q/C Technologies, ABD Enerji Bakanlığı’na bağlı Entegre Nanoteknolojiler Merkezi (CINT) ile iş birliğini duyurdu. Ortak proje, yapay zeka modellerinin çıkarım (inference) süreçlerini geleneksel elektronik devreler yerine ışık aracılığıyla gerçekleştirecek bir optik işlem biriminin (OPU) geliştirilmesine odaklanıyor. Çalışmayla, veri merkezlerinin artan hesaplama ihtiyacına farklı bir mimariyle yanıt verilmesi amaçlanıyor.

IŞIKLA HESAPLAMA HEDEFİ 

Q/C Technologies, Sandia Ulusal Laboratuvarları bünyesinde faaliyet gösteren CINT’in nanofotonik ve malzeme bilimi uzmanlığından yararlanacak. Geliştirilecek mimari, ışığın girişim (interference) prensibini kullanacak. Şirket, bu yaklaşımla veri merkezlerindeki yüksek güç tüketimi, ısınma, yetersiz bant genişliği ve ölçeklenme sorunlarına çözüm arıyor.

Geleneksel elektronik devrelerin ötesine geçen tasarım, yoğun yapay zeka iş yüklerini daha düşük enerji ihtiyacıyla yürütmeyi hedefliyor. Araştırmanın odağında, fotonik teknolojilerin sağladığı olanakları veri merkezlerinde kullanılabilecek bir işlemci yapısına dönüştürmek bulunuyor.

KRİTİK MÜHENDİSLİK ENGELLERİ 

Mevcut grafik işlem birimlerinde (GPU) kademeli performans artışlarının sınırlarına ulaşılması, projeyi daha kapsamlı bir mimari değişime yöneltiyor. Ancak fotonik bileşenlerin pratik bir bilişim sistemine dönüştürülmesi için aşılması gereken teknik sorunlar var.

Araştırmacılar; doğrusal olmayan matematiksel işlemler, bellek entegrasyonu, hesaplama hassasiyetinin korunması, optik sinyal kayıplarının en aza indirilmesi ve fotonik elemanların mevcut elektronik altyapıyla bütünleştirilmesi üzerinde çalışacak. Bu başlıklar için teknik bir yol haritası hazırlanması amaçlanıyor.

Q/C Technologies Yönetim Kurulu Başkanı Joshua Silverman, veri merkezlerinin büyük enerji talebinin sektörü tıkama noktasına getirdiğini belirtiyor. Silverman’a göre CINT ortaklığı, yoğun hesaplama gerektiren yapay zeka iş yüklerini değiştirebilecek, ölçeklenebilir bir platformun temelini oluşturuyor.

YENİ LABORATUVAR YATIRIMI 

Sandia Ulusal Laboratuvarları’nın yıllık 5 milyar dolarlık bütçesi ve 17 bin kişilik uzman kadrosuyla sağladığı araştırma kapasitesinden yararlanacak girişim, teorik modellemelerin ötesine geçerek ticari olarak üretilebilecek bir OPU mimarisi tanımlamayı önceliklendiriyor.

Şirketin Teknoloji Direktörü Yossef Ehrlichman, iş birliğinin temel fotonik bileşenlerden entegre işlemci mimarisine geçişi hızlandıracağını ifade ediyor. Nihai hedef, geleneksel çiplere göre çok daha düşük enerji tüketimiyle daha yüksek saat hızlarına ve bant genişliğine ulaşmak.

Şirket, araştırma altyapısını da genişletti. San Francisco’daki merkezinde yaklaşık 446 metrekarelik yeni laboratuvarı faaliyete geçiren Q/C Technologies, burada OPU mimarisi ve entegre fotonik geliştirme çalışmalarını yürüterek ticari üretim öncesindeki Ar-Ge süreçlerini hızlandırıyor.