Forscher haben ein Chip-Verbindungssystem entwickelt, das auf Licht anstelle von Metalldrähten basiert. Es könnte die Speichermauer von KI durchbrechen und sie deutlich schneller machen.
Die Rechenleistung von Künstlicher Intelligenz bestimmt, wie schnell ein solches System Daten übertragen kann. Bisher geschieht dies über metallische Leitungen. Doch diese stoßen zunehmend an ihre Grenzen. Wissenschaftler der University of Michigan und anderer Institutionen haben nun eine Lösung entwickelt: Sie wollen Daten nicht über Metalldrähte, sondern mit mittels Licht übertragen.
In den vergangenen 20 Jahren ist die Rechenleistung enorm gestiegen, doch die Datenübertragung hinkt hinterher. Während Prozessoren heutzutage 60.000-mal schneller sind als damals, hat sich die Geschwindigkeit des Datenaustauschs zwischen Speicher und Recheneinheiten nur um den Faktor 30 erhöht.
Das führt zu Engpässen, die das Wachstum von KI-Modellen einschränken. Besonders große KI-Systeme, deren Umfang sich etwa alle zwei Jahre um den Faktor 400 erhöht, stoßen dadurch an ihre Grenzen.
Speichermauer von KI: Licht soll Geschwindigkeit erhöhen
Die Forscher setzen auf eine neue Technologie: die sogenannte optische Interposer. Dabei überträgt das System Daten durch Lichtwellen in speziellen Kanälen – sogenannten optischen Wellenleitern. Das Licht kann im Gegensatz zu elektrischen Signalen große Datenmengen verlustfrei und wesentlich schneller transportieren. An den Enden dieser Kanäle wandeln Empfänger die Lichtsignale wieder in elektrische Signale um, die der Computer verarbeiten kann.
Ein weiterer Vorteil dieser Methode ist die flexible Steuerung des Datenflusses. Ähnlich wie bei einem Verkehrsleitsystem kann ein Computer bestimmte Lichtwege gezielt öffnen oder schließen – je nachdem, welche Teile des Chips gerade miteinander kommunizieren müssen. Möglich wird dies durch ein spezielles Material im Interposer, dessen optische Eigenschaften sich durch Laser oder elektrische Spannung verändern lassen.
Unterstützung von Big-Tech
Diese Technologie könnte die Art und Weise, wie KI-Modelle trainiert und betrieben werden, verändern. Statt an fest verdrahtete Verbindungen gebunden zu sein, könnten Supercomputer künftig viel effizienter arbeiten. Unterstützt wird das Projekt von großen Technologiekonzernen wie Google, Microsoft, Hewlett Packard Enterprise und Nvidia.
Neben der technischen Innovation spielt auch die Ausbildung eine wichtige Rolle. Die Universität Michigan will mit diesem Projekt nicht nur neue Technologien entwickeln, sondern auch Studierende direkt mit Industriepartnern vernetzen. Sie sollen frühzeitig lernen, wie moderne Computertechnologien funktionieren und welche Herausforderungen in der Praxis auftreten.
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