ابتكر الباحثون خلية ذاكرة مبتكرة قادرة على تخزين المعلومات مع تنفيذ عمليات حسابية عالية السرعة والكفاءة. تسمح هذه الخلية للمستخدمين بتنفيذ الحسابات المعجلة مباشرة داخل مصفوفة الذاكرة، كما ورد من قبل الباحثين في 23 أكتوبر في مجلة نيتشر فوتونيكس. قد تسهل زيادة سرعات المعالجة المقترنة بانخفاض استهلاك الطاقة توسع مراكز البيانات المصممة لأنظمة الذكاء الاصطناعي. أوضح ناثان يونجبلود، مهندس كهربائي وحاسوب في جامعة بيتسبرغ ومؤلف مشارك للدراسة، لـ Live Science: "هناك قدر كبير من الطاقة يتم استثماره في توسيع مراكز البيانات أو مزارع الحوسبة التي تنشر عددًا لا يحصى من وحدات معالجة الرسومات [GPUs] في وقت واحد. بدلاً من زيادة الكفاءة، كان النهج الرئيسي هو الحصول على المزيد من GPUs واستهلاك المزيد من الطاقة. إذا تمكنت البصريات من معالجة بعض هذه التحديات بشكل أكثر فعالية وسرعة، فقد يؤدي ذلك إلى تقليل استهلاك الطاقة وتحسين الكفاءة في أنظمة التعلم الآلي". تستخدم هذه الخلية الجديدة المجالات المغناطيسية لتوجيه إشارة الضوء القادمة إما في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة من خلال صدى على شكل حلقة، الذي يعزز الضوء عند أطوال موجية محددة ويوجهه إلى أحد منفذين الخرج. من خلال تقييم كثافة الضوء في هذه المنافذ، يمكن لخلية الذاكرة ترميز قيم بين الصفر والواحد أو الصفر والناقص واحد.

على عكس خلايا الذاكرة التقليدية التي تمثل فقط القيم الثنائية، يمكن لهذه الخلية تخزين عدة قيم غير صحيحة، مما يسمح لها بالاحتفاظ بما يصل إلى 3. 5 بت لكل خلية. شبه يونجبلود الإشارات الضوئية المعاكسة مع "عدائين على مسار يركضون في اتجاهات متعاكسة، مع الرياح تهب ضد أحدهم وتساعد الآخر. يمكن لأحدهم أن يسبق الآخر. " من خلال مقارنة سرعاتهم، فإنه يسمح أساسًا بتشفير الأرقام الإيجابية والسلبية. يمكن استخدام النتائج العددية من هذه العملية حول الرنان الحلقي لتحسين أو تقليل الاتصالات بين العقد في الشبكات العصبية الاصطناعية - خوارزميات التعلم الآلي التي تحاكي معالجة بيانات الدماغ البشري. يمكن أن يساعد هذا الشبكات العصبية في تحديد الأشياء في الصور، كما أشار يونجبلود. على عكس الحواسيب التقليدية التي تنفذ الحسابات باستخدام وحدة معالجة مركزية ثم تنقل النتائج إلى الذاكرة، تقوم خلايا الذاكرة المبتكرة بإجراء حسابات عالية السرعة مباشرة داخل مصفوفة الذاكرة. يتميز الحوسبة داخل الذاكرة خصوصًا في التطبيقات مثل الذكاء الاصطناعي التي تتطلب معالجة سريعة للبيانات، وفقًا ليونجبلود. كما تحقق الباحثون من متانة هذه الخلايا المغناطيسية الضوئية، حيث أجروا أكثر من ملياري دورة كتابة ومسح دون أي تراجع في الأداء، مما يمثل تحسنًا بمقدار 1, 000 ضعف عن تقنيات الذاكرة الفوتونية السابقة. عادةً، تتعامل وحدات الفلاش فقط مع ما بين 10, 000 و100, 000 دورة كتابة ومسح، كما أشار يونجبلود. بالنظر إلى المستقبل، يهدف يونجبلود وفريقه إلى دمج خلايا متعددة على شريحة كمبيوتر واستكشاف حسابات أكثر تعقيدًا. المحصلة النهائية، أن هذه التكنولوجيا لديها القدرة على تقليل الطلب على الطاقة في أنظمة الذكاء الاصطناعي، اختتم يونجبلود.