摘要：到目前为止，研究人员在为AI处理开发光子内存方面一直受到限制 - 在牺牲另一种能量使用之类的同时，获得了一个重要的属性。一个国际团队展示了一个独特的解决方案，该解决方案解决了尚未结合非挥发性，多端口存储，高开关速度，低开关能量和高耐力的光学内存的当前局限性。...
国际电气工程师的国际干部首次开发了一种新的方法，用于光子内存计算，可以使光学计算在不久的将来成为现实。
该团队包括匹兹堡斯旺森大学工程学院，加利福尼亚大学圣塔芭芭拉大学，卡格利亚里大学和东京理工学院（现为东京科学学院）的研究人员。他们的结果今天发表在《期刊》上自然光子学。
这项研究一直是由皮特电气和计算机工程助理教授Nathan Youngblood与Paulo Pintus共同协作的合作努力。日本科学学院的副教授Yuya Shoji。
到目前为止，研究人员在为AI处理开发光子内存方面一直受到限制 - 在牺牲另一种能量使用之类的同时，获得了一个重要的属性。在文章中，国际团队展示了一个独特的解决方案，该解决方案解决了尚未结合非挥发性，多端口存储，高开关速度，低开关能量和高耐力的光学内存的当前局限性。
Youngblood解释说：“我们在开发这些细胞中使用的材料已经可用数十年了。但是，它们主要用于静态光学应用，例如芯片隔离器，而不是用于高性能光子记忆的平台。” “这一发现是一个关键的促进技术，可以通过CMO（互补的金属氧化物半导体）电路直接编程的更快，更高效，更可扩展的光学计算体系结构，这意味着它可以集成到当今的计算机技术中。
“此外，我们的技术显示出比其他非易失性方法更好的三个数量级耐力，具有24亿个开关周期和纳秒速度。”
作者提出了一种基于共振的光子体系结构，该光子体系结构利用磁光材料中的非对流相移以实现光子内存计算。
光子处理的典型方法是用固定光重矩阵繁殖快速变化的光学输入矢量。但是，使用传统方法和材料在片上编码这些权重已被证明具有挑战性。通过使用由硅微环谐振器上的磁化记忆细胞（CE：YIG）组成的磁化记忆细胞（CE：YIG），这些细胞会导致光引起双向传播，例如在轨道上相反方向的Sprinters。
通过控制光速来计算
Pintus解释说：“这就像风在帮助另一个短跑选手的同时吹来一杆，” Pintus解释说。 “通过将磁场应用于存储单元，我们可以根据光在环形谐振器周围的顺时针或逆时针流动，以不同的方式控制光的速度。这提供了在更常规的非磁性材料中不可能提供的额外控制水平。”
该团队现在正在努力从单个内存单元到大规模内存阵列扩展，该阵列可以支持更多用于计算应用程序的数据。他们在文章中指出，非重新磁通磁体记忆单元提供了有效的非易失性存储解决方案，可以在子纳秒编程速度下提供无限的读/写耐力。
“我们还认为，这项技术的未来进步可以利用不同的效果来提高开关效率，”东京的Shoji补充说，“并且使用其他材料以外的材料：YIG和更精确的沉积可以进一步提高非互联体光学计算的潜力。”
该项目的其他研究人员包括：
- 约翰·E·鲍尔斯（John E. Bowers），加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的杰出教师
- 马里奥·杜蒙特（Mario Dumont），加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的研究生研究员
- 杜阿尼·黄（Duanni Huang），加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的前研究员
- 加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的教师Galan Moody
- 日本国家高级工业科学技术研究所的研究员Toshiya Murai
- 匹兹堡大学研究生研究员Vivswan Shah
