Ο τομέας της μικροηλεκτρονικής βρίσκεται σε ένα κρίσιμο σημείο εδώ και χρόνια. Ενώ η ανθρωπότητα για αρκετές δεκαετίες απολάμβανε τους καρπούς της συνεχόμενης σμίκρυνσης των ηλεκτρονικών, κάτι που οδήγησε σε εκθετική αύξηση της διαθέσιμης υπολογιστικής ισχύος, πλέον έχουμε φτάσει κοντά στο τέλος. Ο “νόμος του Moore” τον οποίο ακολουθούσε ευλαβικά η βιομηχανία των μικροηλεκτρονικών έχει ήδη σταματήσει να ισχύει. Αυτός ο “νόμος” ήταν περισσότερο μια παρατήρηση από το 1965 του Gordon Moore, μηχανικού και συνιδρυτή της Intel και της Fairchild, πως ο αριθμός των τρανζίστορ τείνει να διπλασιάζεται κάθε χρόνο. Λίγο αργότερα, ο “νόμος” προσαρμόστηκε ως διπλασιασμός κάθε δύο χρόνια, ενώ τα τελευταία χρόνια απλά δεν ισχύει. Πλέον, καθώς τα στοιχεία των τρανζίστορ πλησιάζουν το μέγεθος ενός ατόμου, χρειάζεται κάτι διαφορετικό.
Αυτό το διαφορετικό είναι η αντικατάσταση των τρανζίστορ, τα οποία είναι δομές που ελέγχουν τη ροή των ηλεκτρονίων, με κάτι που να ελέγχει (και να ελέγχεται από)… φως! Η έρευνα πάνω στα φωτονικά κυκλώματα έχει ξεκινήσει εδώ και δεκαετίες, αλλά ακόμη δεν έχει συμβεί κάποιο άλμα που θα επιτρέψει τη μαζική τους εξάπλωση. Στην Κίνα, όμως, φαίνεται πως έχουν προχωρήσει αρκετά και πλέον βρίσκονται στη δεύτερη γενιά τέτοιων φωτονικών επεξεργαστών.
Το Taichi-II είναι ένα οπτικό τσιπ για επεξεργασία δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης, το οποίο είναι 6 τάξεις μεγέθους (ένα εκατομμύριο φορές) πιο ενεργειακά αποδοτικό από τον προκάτοχό του, ενώ είναι και 40% πιο ακριβές σε προβλήματα κατηγοριοποίησης πληροφοριών. Το τσιπ λειτουργεί συνδυάζοντας οπτικά και ηλεκτρονικά στοιχεία, ενώ χρησιμοποιεί οπτικά φαινόμενα όπως η περίθλαση και η συμβολή για να ελέγξει και να κατευθύνει τα φωτόνια. Αυτή η λεπτομέρεια είναι και που κάνει το Taichi-II τόσο αποδοτικό. Τα φωτόνια επιτρέπουν πολύ μεγαλύτερες ταχύτητες επεξεργασίας και, αν συνδυαστούν καταλλήλως, μπορούν να εκτελέσουν παράλληλους υπολογισμούς που θα απαιτούσαν εκατοντάδες τρανζίστορ. Επίσης δεν επηρεάζονται μεταξύ τους, επομένως είναι δυνατόν να διασταυρώνονται φωτόνια στο ίδιο επίπεδο, κάτι που δεν γίνεται με τα ηλεκτρόνια, και που αναγκάζει τους σχεδιαστές να καταλήγουν σε δεκάδες επίπεδα εσωτερικής “καλωδίωσης” στα μικροτσιπ.
Το Taichi μπορεί να επεκταθεί χρησιμοποιώντας πολλά ίδια τσιπ, και οι Κινέζοι ερευνητές επέδειξαν κάτι τέτοιο συνδυάζοντας αρκετά Taichi για να εξομοιώσουν ένα νευρωνικό δίκτυο αποτελούμενο από σχεδόν 14 εκατομμύρια (τεχνητούς) νευρώνες – κάτι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερο από το μέχρι πρότινος μεγαλύτερο μοντέλο με 1,47 εκατομμύρια νευρώνες. Και το κατάφερε με εξαιρετική ενεργειακή απόδοση, αποδίδοντας πάνω από 160 τρισεκατομμύρια εντολές για κάθε Watt ισχύος που κατανάλωνε. Για σύγκριση, τα πιο προηγμένα ηλεκτρονικά μικροτσίπ είναι (αρκετά) κάτω από τα 10 τρισεκατομμύρια εντολές ανά Watt.
Το Taichi-II είναι ένα άλμα προς την υλοποίηση φωτονικών επεξεργαστών, με τους σχεδιαστές του να αναφέρουν πως οι απόγονοι αυτής της τεχνολογίας κάποια μέρα θα επιτρέψουν τη δημιουργία συστημάτων AGI (artificial general intelligence), δηλαδή τεχνητής νοημοσύνης ανθρώπινου (και ίσως ανώτερου) επιπέδου.
Η φωτονική τεχνολογία είναι ακόμη στα σπάργανα, σε πρακτικό επίπεδο, επομένως μην περιμένεις να αντικαταστήσεις τον επεξεργαστή του υπολογιστή σου ή του smartphone σου με… φωτονικό επεξεργαστή από του χρόνου. Για την ώρα, το Taichi είναι το μοναδικό τέτοιο σύστημα και είναι βέβαιο πως δεν θα φύγει εκτός Κίνας.