El rápido desarrollo de la inteligencia artificial ha planteado mayores requisitos en cuanto a la velocidad de transmisión de datos y las conexiones tradicionales por cable se han convertido en un cuello de botella. Para superar esta limitación, un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Michigan está trabajando en el desarrollo de un nuevo sistema de conexión de chips basado en la transmisión de ondas de luz, con el objetivo de resolver el problema del "muro de la memoria" y promover un mayor desarrollo de modelos de IA. El proyecto recibió una gran subvención de la Fundación Nacional de Ciencias y contó con el apoyo de varias universidades y gigantes tecnológicos, que trabajaron juntos para mejorar las velocidades de transmisión de datos para satisfacer la creciente demanda de informática con IA.
En el desarrollo actual de la inteligencia artificial (IA), la velocidad de transmisión de datos se ha convertido en un importante cuello de botella que restringe su progreso. Para romper esta barrera, un equipo de investigación liderado por la Universidad de Michigan (UM) está desarrollando un nuevo sistema de conexión de chips que utiliza ondas de luz en lugar de cables tradicionales para la transmisión de datos. Se espera que esta innovación resuelva el problema del "muro de la memoria" que limita la velocidad informática y promueva un mayor crecimiento de los modelos de IA.
El proyecto recibió 2 millones de dólares en financiación del Programa de Semiconductores Futuros de la Fundación Nacional de Ciencias e involucró a la Universidad de Washington, la Universidad de Pensilvania, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y cuatro socios de la industria, incluidos Google, Hewlett Packard Enterprise, Microsoft y Nvidia. Aunque la velocidad de procesamiento de datos ha aumentado 60.000 veces en los últimos 20 años, la velocidad de transmisión de datos entre la memoria de la computadora y el procesador solo ha aumentado 30 veces. Este aumento desproporcionado hace que la transmisión de datos sea el mayor obstáculo para la expansión de los modelos de IA.
"Nuestra tecnología permite que la computación de alto rendimiento siga el ritmo de los flujos de datos en constante crecimiento", dijo Di Liang, investigador principal del proyecto y profesor de ingeniería eléctrica e informática de la UM. "Con conexiones ópticas, esperamos alcanzar decenas de terabits por segundo. "La velocidad de transmisión de datos es más de 100 veces más rápida que la de las conexiones eléctricas actuales."
Actualmente, las transferencias de datos entre múltiples chips de memoria y procesador dependen de conexiones metálicas, lo que tiene graves limitaciones de velocidad y ancho de banda. A medida que la escala de los modelos de IA continúa expandiéndose, el modelo actual de conexión por cable ya no puede satisfacer la demanda. El nuevo diseño del equipo de investigación utilizará las características de transmisión de la luz para transmitir datos entre chips a través de canales llamados guías de ondas ópticas, lo que mejorará enormemente la eficiencia de la transmisión de datos.
Otro punto destacado de la nueva tecnología es su reconfigurabilidad. Los investigadores planean utilizar materiales especiales de cambio de fase cuyo índice de refracción cambia cuando el material es estimulado por luz láser o voltaje, lo que permite un ajuste flexible de la trayectoria de la luz. Como dice el coautor del proyecto, el profesor Liang Feng de la Universidad de Pensilvania: "Al igual que abrir y cerrar carreteras, si las empresas adoptan esta tecnología para producir chips, pueden reescribir el diseño de otros componentes sin cambiar el diseño de otros componentes". Conexiones entre diferentes lotes de chips y servidores”.
Además, el equipo de investigación desarrollará un software de control de flujo que monitoree qué chips necesitan comunicarse en tiempo real para que las conexiones se puedan ajustar sobre la marcha. Este método de conexión flexible no solo mejora la eficiencia del procesamiento de datos, sino que también puede ajustarse dinámicamente según los diferentes requisitos del modelo de IA.
El programa también brindará a los estudiantes de la UM la oportunidad de trabajar con la industria, permitiéndoles obtener una valiosa experiencia práctica en un campo tecnológico en rápida evolución. El profesor Li dijo: "La colaboración con la industria permite a los estudiantes comprender mejor la modernidad
Se espera que esta innovadora tecnología de conexión de chips ópticos resuelva por completo el cuello de botella de la transmisión de datos en el desarrollo de la IA, brinde un fuerte apoyo para la escala y la mejora del rendimiento de futuros modelos de IA y brinde valiosas oportunidades de aprendizaje práctico para los estudiantes. Su reconfigurabilidad y control de flujo flexible le hacen mostrar un gran potencial en aplicaciones.