Lichtchip maakt AI-berekeningen 100 keer zuiniger

Een baanbrekende ontwikkeling op het gebied van kunstmatige intelligentie (AI) komt van de Universiteit van Florida, waar onderzoekers een innovatieve lichtchip hebben ontwikkeld die berekeningen veel efficiënter uitvoert door gebruik te maken van lichtdeeltjes in plaats van traditionele elektrische signalen.

Lichtchip als nieuwe technologie

De wereld van technologie staat nooit stil, en nu hebben wetenschappers een bijzondere stap gezet met de introductie van de lichtchip. Deze chip, die werkt op basis van lichtdeeltjes, biedt een veelbelovende oplossing voor de enorme energiebehoefte van moderne AI-systemen. In plaats van de gebruikelijke elektrische signalen, die door transistors in traditionele processors worden gestuurd, maakt deze technologie gebruik van fotonen om informatie te verwerken. Dit kan leiden tot een energiebesparing van wel honderd keer in vergelijking met de huidige systemen die vaak honderden watts verbruiken.

Het unieke aan deze lichtchip is de manier waarop complexe berekeningen, zoals convoluties, worden uitgevoerd. Convoluties vormen de basis van veel AI-toepassingen, bijvoorbeeld bij het herkennen van beelden of het verwerken van spraak. Normaal gesproken slurpen deze operaties veel energie, maar met deze nieuwe aanpak wordt dat drastisch verminderd. De chip biedt daarmee een interessante mogelijkheid voor toekomstige toepassingen.

Hoe werkt de lichtchip precies?

Het principe achter de lichtchip is relatief simpel, maar de uitvoering is technisch uitdagend. Lichtdeeltjes worden gebruikt om data te verwerken in plaats van elektrische stromen. Dit betekent dat de chip veel minder warmte produceert en daardoor ook minder koeling nodig heeft. Het resultaat is een systeem dat niet alleen energiezuiniger is, maar ook potentieel sneller kan werken bij bepaalde taken.

De onderzoekers hebben hun prototype getest met een standaardproef in de AI-wereld: het herkennen van handgeschreven cijfers. De nauwkeurigheid van de chip lag op een indrukwekkende 98 procent, wat vergelijkbaar is met bestaande systemen. Dit laat zien dat de technologie niet alleen zuinig is, maar ook betrouwbare resultaten kan leveren.

Enorme efficiëntie als voordeel

Het grote pluspunt van deze technologie is zonder twijfel de efficiëntie. Waar moderne AI-chips vaak enorme hoeveelheden energie verbruiken, soms wel honderden watts voor complexe taken, kan een doorontwikkelde versie van deze chip hetzelfde werk doen met slechts een paar watt. Dit opent deuren naar toepassingen die voorheen ondenkbaar waren door energiebeperkingen, zoals draagbare apparaten met geavanceerde AI-functies.

Stel je voor dat toekomstige apparaten, van smartphones tot PLC’s, gebruik kunnen maken van deze technologie. Het zou betekenen dat ze langer op een batterij werken en tegelijkertijd krachtige berekeningen kunnen uitvoeren. De impact hiervan kan enorm zijn, vooral in sectoren waar energieverbruik een grote rol speelt.

Uitdagingen voor de lichtchip

Toch is het nog niet zover dat we deze lichtchip in alledaagse apparaten tegenkomen. Het huidige prototype heeft nog beperkingen en werkt alleen voor specifieke soorten berekeningen. Daarnaast moet de chip zeer precies worden afgesteld, wat de productie en implementatie voorlopig nog ingewikkeld maakt. De technologie staat dus nog in een vroeg stadium, en er is meer onderzoek nodig om deze obstakels te overwinnen.

Desondanks zijn de vooruitzichten veelbelovend. De wetenschappers schatten dat een volledig ontwikkelde versie van de chip een prestatieniveau kan bereiken van 305 teraoperaties per seconde per watt. Dit is een getal dat de huidige processors ver achter zich laat en dat laat zien hoe groot het potentieel van deze innovatie is.

Meer informatie over de technische details van deze technologie is te vinden via de studie van SPIE.