การใช้งานเทคโนโลยี AI จำนวนมหาศาล เช่น หุ่นยนต์ผ่าตัด หรือการเทรดสินทรัพย์แบบ Real-Time ทำให้เกิดการส่งข้อมูลและประมวลผลจำนวนมากขึ้นในเวลาอันจำกัด เกิดเป็นข้อจำกัดทางกายภาพของฮาร์ดแวร์ในการประมวลผลขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งความหน่วง (Latency) ที่เกิดขึ้นในบริการเหล่านี้ ซึ่งหนึ่งในคำตอบที่นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tsinghua ค้นพบ คือ การใช้ศักยภาพของแสง หรือการประมวลผลแบบ Optical
นักวิจัยได้พัฒนา Optical Feature Extraction Engine (Dubbed OFE2) ที่สามารถใช้คุณสมบัติ Optical ในการสกัดแอปพลิเคชันพื้นฐานอันหลากหลายออกมาได้ ซึ่งหัวใจของนวัตกรรมอยู่ที่โมดูลการเตรียมข้อมูลสำหรับ OFE2 ด้วยสัญญาณ Optical แบบขนานที่มีความเร็วสูง ทำให้ Optical Core สามารถทำงานได้ในสภาพแวดล้อมที่มีความท้าทายสูงมากได้
ด้วยการใช้ส่วนประกอบที่มีพื้นฐานจากไฟเบอร์ ทำให้สามารถแบ่งกำลังและหน่วงการก่อกวนเฟสที่มีความเข้มข้นได้ ทำให้ทีมสามารถแก้ปัญหาโดยการพัฒนาระบบ Integrated On-Chip ที่ปรับแต่งการกระจายกำลังและทำให้เกิดช่วงการหน่วงที่มีความแม่นยำได้ ซึ่ง Phase Array ที่ปรับแต่งได้ทำให้ OFE2 สามารถตั้งค่าใหม่ได้เท่าที่ต้องการ
เมื่อข้อมูลถูกตระเตรียมเรียบร้อยแล้ว คลื่น Optical จะผ่านไปยัง Diffraction Operator โดยกระบวนการที่ใช้จะเป็นโมเดลทางคณิตศาสตร์ เช่น Matrix-Vector Multiplication ที่ทำหน้าที่สกัดข้อมูล หัวใจของการทำงานนี้อยู่ที่กระบวนการเลีัยวเบนของแสงที่โฟกัสไปยังจุดสว่าง (Bright Spot) ที่เป็น Output ซึ่งบางส่วนสามารถสะท้อนไปยังพอร์ท Output ที่เจาะจงเอาไว้ได้ด้วยการปรับ Phase ของแสงที่เป็น Input
การทดลองดังกล่าวได้ถูกนำมาสาธิตผ่านหน้าที่อันหลากหลาย อาทิ การประมวลผลภาพที่ทำให้ระบุภาพและเพิ่มความแม่นยำของ Pixel ได้ดียิ่งขึ้น ในขณะที่เครือข่าย AI ที่ใช้ OFE2 นั้นใช้ค่าทางอิเล็กทรอนิกส์ที่น้อยกว่าค่าเดิมที่มี
ผลลัพธ์เหล่านี้าสะท้อนให้เห็นถึงศักยภาพในการประมวลผลที่เปลี่ยนจากระบบอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้พลังงานมหาศาลเป็นการประมวลผลที่รวดเร็วอย่างมากแต่ใช้พลังงานต่ำ นำไปสู่การทำงาน Real-Time ในยุคใหม่รวมถึง AI ที่สามารถตัดสินใจได้ดียิ่งขึ้น
ที่มา:
spie.org
