Lingkup Penelitian dan Pekerjaan
Solusi Lightelligence memanfaatkan platform fabrikasi silikon yang digunakan untuk chip semikonduktor tradisional, tetapi dengan cara yang baru. Daripada membuat chip yang menggunakan listrik untuk melakukan komputasi, Lightelligence mengembangkan komponen yang ditenagai oleh cahaya yang hemat energi dan cepat, dan mungkin hanya perangkat keras yang kita perlukan untuk menggerakkan revolusi AI. Dibandingkan dengan arsitektur tradisional, chip optik yang dibuat oleh Lightelligence menawarkan peningkatan besar dalam hal kecepatan tinggi, latensi rendah, dan konsumsi daya rendah.
Untuk melakukan operasi aritmatika, chip elektronik perlu menggabungkan puluhan, terkadang ratusan, gerbang logika. Untuk melakukan proses ini, transistor chip elektronik harus dimatikan dan dihidupkan selama beberapa periode jam. Setiap kali transistor gerbang logika beralih, dia menghasilkan panas dan mengkonsumsi daya.
Tidak demikian dengan chip yang diproduksi oleh Lightelligence. Dalam domain optik, perhitungan aritmatika dilakukan dengan fisika alih-alih dengan transistor gerbang logika yang membutuhkan banyak jam. Lebih banyak jam berarti waktu yang lebih lambat untuk mendapatkan hasil. "Kami secara tepat mengontrol bagaimana foton berinteraksi satu sama lain di dalam chip," kata Yichen Shen PhD'16, salah satu pendiri dan CEO Lightelligence. "Hanya cahaya yang merambat melalui chip, foton saling mengganggu. Sifat interferensi melakukan matematika yang kita inginkan." Katanya lebih lanjut.
Proses interferensi ini menghasilkan panas yang sangat sedikit, yang berarti chip komputasi optik Shen memungkinkan konsumsi daya yang jauh lebih rendah daripada rekan-rekan bertenaga elektronnya. Shen menunjukkan bahwa mereka telah menggunakan serat optik untuk komunikasi jarak jauh selama beberapa dekade. "Pikirkan serat optik yang tersebar di dasar Samudra Pasifik, dan cahaya yang merambat melalui ribuan kilometer tanpa kehilangan banyak daya. Lightelligence membawa konsep komunikasi jarak jauh ini ke komputasi on-chip."
Dengan sebagian besar meramalkan dan memproyeksikan berakhirnya Hukum Moore sekitar tahun 2025, Shen yakin solusi berbasis optiknya siap untuk mengatasi banyak tantangan komputasi di masa depan. "Kami mengubah cara mendasar komputasi dilakukan, dan saya pikir kami melakukannya pada waktu yang tepat dalam sejarah," kata Shen. "Kami percaya optik akan menjadi platform komputasi berikutnya, setidaknya untuk operasi linier seperti AI."
Untuk lebih jelasnya, Shen tidak membayangkan optik menggantikan seluruh industri komputasi elektronik. Sebaliknya, Lightelligence bertujuan untuk mempercepat operasi aljabar linier tertentu untuk melakukan tugas yang cepat dan hemat daya seperti yang ditemukan di jaringan saraf tiruan.
Sebagian besar komputasi AI terjadi di cloud di pusat data seperti yang mendukung Amazon atau Microsoft. Karena algoritme AI membutuhkan komputasi yang intensif, komputasi AI menghabiskan sebagian besar kapasitas pusat data. Bayangkan puluhan ribu server, berjalan terus menerus, membakar listrik senilai jutaan dolar. Sekarang bayangkan mengganti beberapa server konvensional dengan server Lightelligence yang membakar daya jauh lebih sedikit dengan biaya yang lebih murah. "Chip optik kami akan sangat mengurangi biaya pusat data, atau, dengan kata lain, sangat meningkatkan kemampuan komputasi pusat data tersebut untuk aplikasi AI," kata Shen.
Dan bagaimana dengan kendaraan self-driving? Mereka mengandalkan kamera dan komputasi AI untuk membuat keputusan cepat. Tetapi chip elektronik digital konvensional tidak "berpikir" cukup cepat untuk membuat keputusan yang diperlukan pada kecepatan tinggi. Pencitraan komputasi yang lebih cepat menghasilkan pengambilan keputusan yang lebih cepat. "Chip kami menyelesaikan tugas pengambilan keputusan ini dalam waktu yang lebih singkat dari chip biasa, yang akan memungkinkan sistem AI di dalam mobil untuk membuat keputusan yang lebih cepat dan keputusan yang lebih tepat, memungkinkan pengendaraan yang lebih aman," kata Shen.
Lightelligence membanggakan semua tim pendiri-MIT, yang didukung oleh 100 pakar teknis, termasuk pelopor pembelajaran mesin, peneliti fotonik terkemuka, dan veteran industri semikonduktor yang berniat merevolusi teknologi komputasi. Shen melakukan pekerjaan PhD-nya di Departemen Fisika dengan profesor Marin Soljajic dan John Joannoupolos, di mana ia mengembangkan minat pada persimpangan fotonik dan AI. "Saya menyadari bahwa komputasi adalah pendorong utama kecerdasan buatan modern, dan perangkat keras komputasi yang lebih cepat akan diperlukan untuk melengkapi pertumbuhan algoritme AI yang lebih cepat dan lebih cerdas," katanya.
