綜合外媒報導,國際研究團隊近日在《自然光子學》(Nature Photonics)期刊發表劃時代技術突破,成功研發出全新「光驅動記憶體」(photonic memory)。該技術運算速度比現有方法快上百倍,耗電量則減少至十分之一,預計將為人工智慧(AI)運算帶來革命性改變。
隨著晶片技術逐漸接近物理極限,摩爾定律(Moore’s Law)效能增長放緩,而人工智慧與機器學習對運算能力的需求卻不斷攀升,傳統電子元件難以應對這一挑戰。由美國加州大學聖塔芭芭拉分校(UC Santa Barbara)領導的國際團隊提出利用「光子學」(photonics)技術,以光取代電進行運算,成功打破這一瓶頸。光子學應用能大幅提升運算效率,同時減少發熱問題,如同為電腦的「大腦」進行升級。研究人員指出,這一技術將改變現有運算模式,特別適用於人工智慧所需的矩陣向量運算(matrix-vector multiplication)等密集計算工作。
團隊採用特殊材料鈰摻雜釔鐵石榴石(cerium-substituted yttrium iron garnet, Ce:YIG),該材料的光學特性會隨磁場變化而改變。科學家運用微型磁鐵儲存數據,並控制光線在材料中的傳播路徑,成功開發出新一代「磁光記憶體」(magneto-optical memory)。這項技術帶來多重優勢,運算速度是現有技術的100倍,耗電量減少至十分之一,更重要的是,記憶體可重複使用超過23億次,遠超現有技術最多1000次的限制,幾乎具備無限使用壽命。
研究計畫主持人、意大利卡利亞里大學助理教授平圖斯(Paolo Pintus)表示,新型記憶體能實現「存內運算」(in-memory computing),大幅提高數據處理效率,對人工智慧應用意義重大。不僅如此,該技術的節能特性將對未來數位時代的可持續發展產生深遠影響。


