인공 지능의 급속한 발전으로 인해 데이터 전송 속도에 대한 요구 사항이 높아졌으며 기존 케이블 연결은 병목 현상이 발생했습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 미시간 대학 연구팀은 '메모리 벽' 문제를 해결하고 AI 모델의 추가 개발을 촉진하는 것을 목표로 광파 전송을 기반으로 하는 새로운 칩 연결 시스템을 개발하고 있습니다. 이 프로젝트는 미국 국립과학재단(National Science Foundation)으로부터 대규모 보조금을 받았으며, AI 컴퓨팅에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해 데이터 전송 속도를 향상시키기 위해 협력하는 수많은 대학 및 거대 기술 기업의 지원을 받았습니다.
오늘날 인공지능(AI)의 발전에서 데이터 전송 속도는 그 진행을 제한하는 중요한 병목 현상이 되었습니다. 이러한 장벽을 무너뜨리기 위해 미시간대학교(UM) 연구팀은 데이터 전송을 위해 기존 케이블 대신 광파를 사용하는 새로운 칩 연결 시스템을 개발하고 있습니다. 이번 혁신은 컴퓨팅 속도를 제한하는 '메모리 벽' 문제를 해결하고 AI 모델의 더욱 성장을 촉진할 것으로 기대된다.
이 프로젝트는 국립과학재단(National Science Foundation)의 미래 반도체 프로그램(Future Semiconductors Program)으로부터 200만 달러의 자금을 지원받았으며 워싱턴 대학, 펜실베이니아 대학, 로렌스 버클리 국립 연구소(Lawrence Berkeley National Laboratory) 및 Google, Hewlett Packard Enterprise, Microsoft 및 Nvidia를 포함한 4개의 업계 파트너가 참여했습니다. 지난 20년 동안 데이터 처리 속도는 6만배나 증가했지만, 컴퓨터 메모리와 프로세서 사이의 데이터 전송 속도는 30배밖에 증가하지 않았다. 이러한 불균형적인 증가는 데이터 전송이 AI 모델 확장의 가장 큰 장애물이 된다.
프로젝트의 수석 조사관이자 UM의 전기 및 컴퓨터 공학 교수인 Di Liang은 "우리의 기술을 통해 고성능 컴퓨팅이 점점 증가하는 데이터 흐름에 보조를 맞출 수 있게 되었습니다. 광학 연결을 통해 초당 수십 테라비트를 달성할 수 있을 것으로 기대합니다."라고 말했습니다. ." 데이터 전송 속도는 현재 전기 연결 속도보다 100배 이상 빠릅니다."
현재 여러 메모리와 프로세서 칩 간의 데이터 전송은 금속 연결에 의존하므로 속도와 대역폭 제한이 심각합니다. AI 모델의 규모가 지속적으로 확장됨에 따라 현재의 유선 연결 모델은 더 이상 수요를 충족할 수 없습니다. 연구팀의 새로운 설계는 빛의 전송 특성을 이용하여 광 도파관이라는 채널을 통해 칩 간에 데이터를 전송함으로써 데이터 전송 효율을 크게 향상시킬 것입니다.
새로운 기술의 또 다른 특징은 재구성 가능성입니다. 연구진은 레이저 광이나 전압에 의해 물질이 자극될 때 굴절률이 변하는 특수 상변화 물질을 사용하여 빛의 경로를 유연하게 조정할 계획이다. 프로젝트 공동 저자인 펜실베니아 대학의 Liang Feng 교수는 "도로를 열고 닫는 것과 마찬가지로 기업이 이 기술을 채택하여 칩을 생산하면 다른 구성 요소의 레이아웃을 변경하지 않고도 다른 구성 요소의 레이아웃을 다시 작성할 수 있습니다."라고 말했습니다. 다양한 배치의 칩과 서버 간의 연결입니다.”
또한 연구팀은 연결을 즉시 조정할 수 있도록 실시간으로 통신해야 하는 칩을 모니터링하는 흐름 제어 소프트웨어를 개발할 예정입니다. 이 유연한 연결 방법은 데이터 처리 효율성을 향상시킬 뿐만 아니라 다양한 AI 모델 요구 사항에 따라 동적으로 조정할 수도 있습니다.
이 프로그램은 또한 UM 학생들에게 업계와 협력하여 빠르게 발전하는 기술 분야에서 귀중한 실무 경험을 얻을 수 있는 기회를 제공할 것입니다. Li 교수는 이렇게 말했습니다. “업계와의 협력을 통해 학생들은 현대적인 기술을 더 잘 이해할 수 있습니다.
이 혁신적인 광칩 연결 기술은 AI 개발 시 데이터 전송 병목 현상을 완전히 해결하고, 미래 AI 모델의 규모와 성능 개선을 강력하게 지원하며, 학생들에게 귀중한 실무 학습 기회를 제공할 것으로 기대됩니다. 재구성 가능성과 유연한 흐름 제어로 인해 응용 분야에서 큰 잠재력을 보여줍니다.