Microsoft Research zaprezentował komputer analogowy wykorzystujący światło do obliczeń. System, który działa w temperaturze pokojowej i został zbudowany z komercyjnie dostępnych podzespołów, potrafi rozwiązywać złożone problemy optymalizacyjne szybciej i przy znacznie mniejszym zużyciu energii niż współczesne komputery oparte na GPU.
Microsoft stawia na optykę w obliczeniach
Nowy komputer, opracowany w laboratorium Microsoft Research w Cambridge, to wynik czteroletniego projektu badawczego. Urządzenie nazwane analogowym komputerem optycznym (AOC) wykorzystuje światło do wykonywania obliczeń matematycznych, takich jak dodawanie i mnożenie, co pozwala mu rozwiązywać problemy optymalizacyjne w finansach, logistyce czy ochronie zdrowia.
Tradycyjne komputery przetwarzają dane w systemie binarnym, natomiast AOC unika wielu ograniczeń tego podejścia, ponieważ obliczenia są ucieleśnione w fizycznych procesach przepuszczania światła przez sensory. W praktyce oznacza to znaczący wzrost szybkości i sprawności obliczeń przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia energii.
Badacze podkreślają, iż komputer został zbudowany z łatwo dostępnych elementów, w tym projektorów, sensorów z kamer telefonów oraz mikro-LED-ów cienkich jak ludzki włos. System działa w temperaturze pokojowej, co eliminuje konieczność stosowania skomplikowanych systemów chłodzenia znanych z komputerów kwantowych.
Do 100 razy większa efektywność energetyczna
Według Jana Gladrowa, głównego badacza specjalizującego się w AI, AOC zapewnia około 100-krotną poprawę efektywności energetycznej w porównaniu z tradycyjnymi procesorami.
„To coś niespotykanego w świecie sprzętu” – podkreśla.
Zespół udostępnił także algorytm „optimization solver” oraz cyfrowego bliźniaka systemu, dzięki czemu inni badacze mogą testować i proponować nowe problemy do rozwiązania. W praktyce możliwe jest symulowanie dużych modeli na cyfrowym bliźniaku, a następnie sprawdzanie ich uproszczonych wersji na realnym sprzęcie.
Francesca Parmigiani, kierująca projektem w Microsoft Research, podkreśla, iż AOC nie jest komputerem uniwersalnym, ale ma potencjał, by skutecznie wspierać szerokie spektrum zastosowań praktycznych.
Alternatywa dla klasycznych obliczeń
Analogowe komputery optyczne to jeden z kierunków poszukiwań alternatywy dla klasycznych procesorów i energochłonnych GPU, które dziś dominują w centrach danych, na których opiera się rozwój sztucznej inteligencji. Wraz z rosnącą popularnością dużych modeli językowych (LLM) rośnie też zapotrzebowanie na moc obliczeniową i energię. Rozwiązania takie jak AOC mogą znacząco ograniczyć ślad węglowy branży IT, jeżeli uda się je skalować i zastosować w praktyce przemysłowej.
Microsoft planuje rozwijać kolejne generacje AOC co dwa lata, co może oznaczać stopniowe wprowadzanie tej technologii do zastosowań komercyjnych. jeżeli prognozy dotyczące efektywności i skalowalności się potwierdzą, analogowe komputery optyczne mogą stać się jednym z kluczowych elementów infrastruktury obliczeniowej wspierającej przyszłość sztucznej inteligencji i gospodarki cyfrowej.
