Az eszköz – egy analóg optikai számítógép (röviden AOC) – a bináris ábrázolás helyett közvetlenül fizikai optikai elemekben kódolja az adatokat és hajtja végre a műveleteket, így kikerüli a hagyományos chipeket korlátozó memória- és sávszélesség-szűk keresztmetszeteket. Célzott problémák esetén a kutatók szerint az AOC nagyjából százszor gyorsabb és energiahatékonyabb lehet a mai processzoroknál.

A prototípust ráadásul már kereskedelemben kapható alkatrészekből – mikro-LED-emitterekből, lencsékből és okostelefonok kameráiból ismert képérzékelőkből – építették, ami miatt a végső eszköz nemcsak relatíve olcsó, de már kvázi megvan hozzá a gyártási útvonal is. A hardver mellé a csapat egy „digitális ikert” is készített: egy szoftvermodellt, amely az AOC viselkedését tükrözi. Ez lehetővé teszi feltérképezni, hogyan illeszthetők a rendszerhez optimalizálási vagy mesterségesintelligencia-alapú munkaterhelések – a kísérletek így reprodukálhatók, sőt akár meg is oszthatók.

„Ahhoz, hogy elérjük az általunk megálmodott sikert, más kutatókra is szükségünk van, akik kísérleteznek és elgondolkodnak azon, hogyan lehet ezt a hardvert használni” – mondta Francesca Parmigiani, a Microsoft Research cambridge-i projektjének vezetője.

A korai kísérletek valós optimalizálási feladatokra fókuszáltak. A Barclays-szal együttműködve az AOC-megközelítést a „szállítás fizetés ellenében” (DvP) elszámoláson tesztelték, több ezer tranzakciót szimulálva legfeljebb 1800 szereplő között – ez ugyan kisebb léptékű egy teljes klíringháznál, de elegendő a koncepció bemutatásához.

„Ez rendkívül nagy probléma, óriási, kézzelfogható pénzügyi hatással” – mondta Hitesh Ballani, aki a Microsoft Research jövőbeli MI-infrastruktúrával kapcsolatos kutatásait vezeti.

Az egészségügyben is ígéretes eredményeket találtak. A digitális ikerrel a csapat biztató pontossággal rekonstruálta az MRI-felvételeket. Egy tipikus vizsgálat, amely ma nagyjából 30 percig tart, elméletileg körülbelül 5 percre rövidíthető az optikai módszerrel – ami enyhítheti a diagnosztikai szűk keresztmetszeteket. Michael Hansen, a Microsoft Health Futures munkatársa hangsúlyozta, hogy a digitális iker kulcsfontosságú a nagyobb léptékű MRI-rekonstrukciók validálásához.

Tovább tekintve a csoport lehetőségeket lát az AI/MI terén is, különösen az olyan érvelési feladatoknál, mint az állapotkövetés, amelyek jellemzően kifejezetten energiaigényesek.

„Az AOC legfontosabb jellemzője, hogy az energiahatékonyság nagyjából százszoros javulását becsüljük” – mondta Jannes Gladrow kutató.

Bár a jelenlegi prototípus 256 paramétert kezel, a csapat úgy véli, hogy a mikro-LED-ek integrációjában elért előrelépések a kapacitást milliós, sőt milliárdos nagyságrendre emelhetik. Ballani szavaival:

„Célunk, hogy ez a megközelítés a jövő számítástechnikájának meghatározó részévé váljon, és így fenntartható növekedést tegyen lehetővé a nagy számításigényű alkalmazásoknál.”

(Kép: az analóg optikai számítógép egy részlete a Microsoft Research cambridge-i (Egyesült Királyság) laborjában, forrás: Chris Welsch/Microsoft)