Nova célula de memória baseada em luz armazena e processa dados com durabilidade 1000 vezes maior

Um novo tipo de célula de memória que pode armazenar informações e realizar cálculos super-rápidos surgiu de uma pesquisa recente. Esse avanço, destacado em Nature Photonicspode levar a um processamento de IA mais rápido e eficiente e, ao mesmo tempo, reduzir o uso de energia nos data centers.

Essa célula de memória funciona usando campos magnéticos para direcionar sinais de luz por meio de um ressonador em forma de anel. Essa parte aumenta comprimentos de onda de luz específicos, enviando-os no sentido horário ou anti-horário para portas de saída específicas. O brilho da luz em cada porta codifica valores como zero e um - ou até mesmo zero e menos um.

As células de memória tradicionais geralmente armazenam informações como simples zeros ou uns, mas esse novo design pode armazenar vários valores não inteiros, gerenciando até 3,5 bits por célula. É como se dois corredores percorressem uma pista em direções opostas, com fatores ambientais alterando suas velocidades relativas e a diferença usada para codificar números positivos ou negativos.

Esses valores codificados desempenham um papel fundamental nas redes neurais artificiais, ajudando a fortalecer ou enfraquecer as conexões entre os nós. Isso é especialmente útil em tarefas como reconhecimento de imagens, em que as redes neurais interpretam dados visuais usando processos que funcionam de forma semelhante ao cérebro humano.

Uma das principais vantagens dessa tecnologia é sua eficiência. Os computadores comuns mantêm o armazenamento e o cálculo separados - processando números na CPU antes de salvar os resultados na memória. Mas essa nova célula processa cálculos de alta velocidade diretamente na própria memória, o que é um grande impulso para os aplicativos de IA que precisam processar dados rapidamente.

A equipe de pesquisa submeteu seu projeto a testes rigorosos e provou que ele pode suportar mais de dois bilhões de ciclos de gravação e apagamento sem queda no desempenho. Essa durabilidade é mil vezes melhor do que as tecnologias de memória fotônica anteriores. Para fins de contextualização, as unidades flash típicas geralmente suportam entre 10.000 e 100.000 desses ciclos.

Para o futuro, a equipe quer adicionar mais células aos chips de computador e explorar cálculos ainda mais complexos. Essa tecnologia poderia reduzir a necessidade de energia dos sistemas de IA, dando um passo para tornar a computação mais eficiente.