Los sistemas de inteligencia artificial (IA) como ChatGPT requieren una gran cantidad de energía para funcionar. Para abordar este desafío, un equipo del Centro de Óptica, Fotónica y Láseres (COPL) ha diseñado un chip óptico que permite transferir rápidamente una cantidad gigantesca de datos. Tan fino como un cabello, esta tecnología ofrece una eficiencia energética inigualable.
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Nature Photonics, esta innovación se basa en el uso de la luz para transmitir información. A diferencia de los sistemas tradicionales que explotan únicamente la intensidad lumínica, este chip utiliza también la fase de la luz, es decir, su desfase.
El chip, tan fino como un cabello, cuenta con dos pares de microrresonadores en anillo para alcanzar un rendimiento inigualable. — Cortesía
Al añadir una nueva dimensión a la señal, el sistema alcanza un rendimiento inigualable, manteniendo un tamaño minúsculo. "Pasamos de una velocidad de 56 gigabits (Gb) por segundo a 1000 Gb por segundo", destaca el doctorando Alireza Geravand, primer autor del estudio.
El equivalente a 100 millones de libros transferidos en 7 minutos
El equipo de investigación ve un potencial enorme para el aprendizaje de los modelos de IA. "Con 1000 gigabits por segundo, podrías transferir todos los datos de entrenamiento - el equivalente a más de 100 millones de libros - en menos de 7 minutos, es el tiempo de prepararse un café", añade. Y todo esto consumiría solo 4 julios, es decir, la energía necesaria para calentar un mililitro de agua un grado Celsius.
La innovación se basa en microrresonadores en anillo. Estos diminutos dispositivos de silicio son capaces de manipular la luz y codificar información en ella. El sistema está compuesto por dos pares de anillos: uno para la intensidad, otro para la fase.
Los centros de datos de IA actuales utilizan decenas, incluso cientos de miles de procesadores, que se comunican entre sí como las neuronas de un cerebro. Con una longitud de unos pocos milímetros cada uno, la infraestructura necesaria se vuelve rápidamente enorme y la energía para alimentarla también. "Acabamos con un sistema que tiene kilómetros de longitud", precisa el doctorando. Gracias a su tecnología, los dispositivos pueden comunicarse rápida y eficientemente, como si estuvieran a solo unos metros de distancia. Es una ventaja considerable dado que las necesidades en IA no dejan de crecer.
El doctorando Alireza Geravand trabaja en esta tecnología en los laboratorios del COPL. — Dany Vachon
Esta tecnología podría integrarse en la industria en los próximos años. Empresas como NVIDIA ya están empezando a utilizar microrresonadores, aunque limitados a la intensidad lumínica.
"Hace 10 años, nuestro laboratorio había demostrado esta tecnología. Hoy, damos un nuevo paso. Quizás en unos años, la industria nos alcanzará y esta innovación llegará al mercado", concluye Alireza Geravand.
Los otros firmantes del
estudio son Zibo Zheng, Farshid Shateri, Simon Levasseur, Leslie A. Rusch y Wei Shi.
Fuente: Université Laval