賓州大學的工程師在人工智慧 (AI) 領域取得了突破性的進展，他們開發了一款革命性的晶片，該晶片採用光波而不是電力來執行人工智慧訓練所必需的複雜數學運算。這項創新有望顯著提高電腦處理速度，同時減少能耗，標誌著計算技術的關鍵進步。
基於光的晶片：改變計算範式
這款矽光子(SiPh) 晶片是本傑明富蘭克林獎得主和H. Nedwill Ramsey 教授Nader Engheta 與Firooz Aflatouni 副教授合作的創意，融合了Engheta 在基於光計算的奈米級材料操縱方面的專業知識與Aflatouni 在奈米級的開創性工作矽元件。他們的論文發表在《自然光子學》上，描述了該晶片的誕生及其徹底改變我們所知的計算的潛力。
這項創新的核心在於晶片執行向量矩陣乘法的能力，這是一種在神經網路（當代人工智慧系統的基石）的開發和功能中至關重要的基本數學運算。正如 Engheta 所闡述的那樣，與保持均勻高度的傳統矽晶片不同，SiPh 晶片採用了矽厚度的變化。該晶片可以透過策略性地減薄特定區域的矽來控制光傳播，從而促進閃電般快速的數學計算。
AI商業可行性與未來前景
阿弗拉圖尼強調，由於製造晶片的商業代工廠施加的限制，該晶片已做好商業應用的準備。此外，該技術整合到圖形處理單元（GPU）的適應性突顯了其加快人工智慧訓練和分類過程的潛力。隨著對增強人工智慧功能的需求不斷增長，SiPh 平台提供了一個可行的解決方案來滿足現代運算的需求。
Engheta 和 Aflatouni 的晶片除了加快處理速度和降低能耗之外，還具有無與倫比的隱私優勢。透過在不將敏感資訊儲存在電腦工作記憶體中的情況下實現同步運算，該晶片使未來的運算系統幾乎無法抵禦駭客攻擊。阿弗拉圖尼強調了這一點，聲稱儲存資訊的缺失可以防止未經授權的訪問，從而加強資料安全措施。
合作努力與未來軌跡
Engheta、Aflatouni 及其各自研究小組的共同努力體現了創新研究領域之間的協同作用，推動技術前沿不斷向前發展。隨著計算技術的不斷發展，基於光的計算預示著人工智慧系統效率和安全性的新時代。
賓州大學工程師的開創性晶片代表了運算技術的典範轉移，利用光波的力量克服了傳統運算架構的限制。
SiPh 晶片具有指數級提高處理速度、最大限度降低能耗和增強資料安全性的潛力，預計將重新定義人工智慧驅動創新的輪廓。隨著無與倫比的運算能力之旅的展開，Engheta、Aflatouni 和他們的合作者照亮了通往未來的道路，讓不可思議的事情變得可能。
透過將研究結果歸功於研究人員，本文闡明了人工智慧晶片技術的巨大進步，概括了基於光的運算在數位領域的變革潛力。
