Le développement rapide de l'intelligence artificielle a imposé des exigences plus élevées en matière de vitesse de transmission des données, et les connexions par câble traditionnelles sont devenues un goulot d'étranglement. Afin de surmonter cette limitation, une équipe de recherche dirigée par l'Université du Michigan travaille au développement d'un nouveau système de connexion de puces basé sur la transmission d'ondes lumineuses, visant à résoudre le problème du « mur de mémoire » et à promouvoir le développement ultérieur de modèles d'IA. Le projet a reçu une subvention importante de la National Science Foundation et a été soutenu par un certain nombre d'universités et de géants de la technologie, travaillant ensemble pour améliorer les vitesses de transmission des données afin de répondre à la demande croissante d'IA informatique.
Dans le développement actuel de l’intelligence artificielle (IA), la vitesse de transmission des données est devenue un goulot d’étranglement important qui limite sa progression. Pour briser cette barrière, une équipe de recherche dirigée par l'Université du Michigan (UM) développe un nouveau système de connexion par puce qui utilise des ondes lumineuses au lieu des câbles traditionnels pour la transmission des données. Cette innovation devrait résoudre le problème du « mur de mémoire » qui limite la vitesse de calcul et favoriser la croissance des modèles d'IA.
Le projet a reçu un financement de 2 millions de dollars du programme Future Semiconductors de la National Science Foundation et a impliqué l'Université de Washington, l'Université de Pennsylvanie, le Lawrence Berkeley National Laboratory et quatre partenaires industriels, dont Google, Hewlett Packard Enterprise, Microsoft et Nvidia. Bien que la vitesse de traitement des données ait été multipliée par 60 000 au cours des 20 dernières années, la vitesse de transmission des données entre la mémoire de l’ordinateur et le processeur n’a été multipliée que par 30. Cette augmentation disproportionnée fait de la transmission des données le plus grand obstacle à l’expansion des modèles d’IA.
"Notre technologie permet au calcul haute performance de suivre le rythme des flux de données en constante augmentation", a déclaré Di Liang, chercheur principal du projet et professeur de génie électrique et informatique à l'UM. "Avec les connexions optiques, nous espérons atteindre des dizaines de térabits par seconde. " La vitesse de transmission des données est plus de 100 fois plus rapide que celle des connexions électriques actuelles. "
Actuellement, les transferts de données entre plusieurs puces de mémoire et de processeur reposent sur des connexions métalliques, ce qui présente de sévères limitations en termes de vitesse et de bande passante. À mesure que l’échelle des modèles d’IA continue de s’étendre, le modèle actuel de connexion câblée ne peut plus répondre à la demande. La nouvelle conception de l'équipe de recherche utilisera les caractéristiques de transmission de la lumière pour transmettre des données entre puces via des canaux appelés guides d'ondes optiques, améliorant ainsi considérablement l'efficacité de la transmission des données.
Un autre point fort de la nouvelle technologie est sa reconfigurabilité. Les chercheurs prévoient d'utiliser des matériaux spéciaux à changement de phase dont l'indice de réfraction change lorsque le matériau est stimulé par la lumière ou la tension laser, permettant un ajustement flexible du trajet lumineux. Comme le dit le co-auteur du projet, le professeur Liang Feng de l'Université de Pennsylvanie : "Tout comme l'ouverture et la fermeture de routes, si les entreprises adoptent cette technologie pour produire des puces, elles peuvent réécrire la disposition d'autres composants sans changer la disposition des autres composants." Connexions entre différents lots de puces et de serveurs.
En outre, l'équipe de recherche développera un logiciel de contrôle de flux qui surveille quelles puces doivent communiquer en temps réel afin que les connexions puissent être ajustées à la volée. Cette méthode de connexion flexible améliore non seulement l'efficacité du traitement des données, mais peut également être ajustée dynamiquement en fonction des différentes exigences du modèle d'IA.
Le programme offrira également aux étudiants de l'UM la possibilité de travailler avec l'industrie, leur permettant d'acquérir une expérience pratique précieuse dans un domaine technologique en évolution rapide. Le professeur Li a déclaré : « La collaboration avec l'industrie permet aux étudiants de mieux comprendre
Cette technologie innovante de connexion de puces optiques devrait résoudre complètement le goulot d'étranglement de la transmission de données dans le développement de l'IA, fournir un soutien solide à l'amélioration de l'échelle et des performances des futurs modèles d'IA et offrir de précieuses opportunités d'apprentissage pratique aux étudiants. Sa reconfigurabilité et son contrôle de flux flexible lui confèrent un grand potentiel dans les applications.