ഉള്ളടക്കം
ആമുഖം
ChatGPT പോലുള്ള എഐ മോഡലുകൾ ഒരു ചോദ്യത്തിന് ഉത്തരം പറയുമ്പോൾ, അതിന് പിന്നിൽ ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വലിയ ഡാറ്റാ സെന്ററുകളിലൊന്നിൽ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ഇലക്ട്രോണുകൾ ചൂടുപിടിച്ച് ഓടുകയാണ്. ഇന്നത്തെ ജിപിയു (GPU) ചിപ്പുകൾ വൈദ്യുതി ഉപയോഗിച്ച് കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുമ്പോൾ, വൈദ്യുതി ചൂടായി നഷ്ടപ്പെടുന്നത് വലിയൊരു പ്രശ്നമായി മാറിക്കഴിഞ്ഞു. ഇതിനൊരു പരിഹാരമായി ശാസ്ത്രലോകം ഇപ്പോൾ നോക്കുന്നത് ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് പകരം വെളിച്ചം (ഫോട്ടോൺസ്) ഉപയോഗിച്ച് കണക്കുകൂട്ടൽ നടത്തുന്ന “ഫോട്ടോണിക് കമ്പ്യൂട്ടിംഗ്” എന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയിലേക്കാണ്. 2025 അവസാനത്തോടെ Nature ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ഒരു ഗവേഷണം ഈ മേഖലയെ ഒറ്റയടിക്ക് ചർച്ചാവിഷയമാക്കി മാറ്റി.
എന്താണ് ഫോട്ടോണിക് ചിപ്പ്?
സാധാരണ കമ്പ്യൂട്ടർ ചിപ്പുകളിൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിലൂടെ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒഴുകിയാണ് 0-കളും 1-കളും ഉണ്ടാക്കുന്നത്. ഫോട്ടോണിക് ചിപ്പുകളിലാകട്ടെ, ലേസർ വെളിച്ചം ചെറിയ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാതകളിലൂടെ കടത്തിവിട്ടാണ് മാട്രിക്സ് ഗുണനം (matrix multiplication) പോലുള്ള എഐയുടെ അടിസ്ഥാന കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുന്നത്. വെളിച്ചത്തിന് ചൂടാകാതെ, വേഗത്തിൽ, സമാന്തരമായി ഒന്നിലധികം സിഗ്നലുകൾ വഹിക്കാൻ കഴിയും എന്നതാണ് ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാന നേട്ടം.
അമേരിക്കൻ കമ്പനിയായ Lightmatter വികസിപ്പിച്ച ഒരു ജനറൽ-പർപ്പസ് ഫോട്ടോണിക് പ്രോസസർ ഇത് പ്രായോഗികമായി തെളിയിച്ചു. നാല് ഫോട്ടോണിക് ചിപ്പുകളും രണ്ട് ഇലക്ട്രോണിക് ചിപ്പുകളും ചേർന്ന ഈ സിസ്റ്റത്തിൽ 512 പ്രകാശകിരണങ്ങളും രണ്ട് ലക്ഷത്തിലധികം ഒപ്റ്റിക്കൽ ഘടകങ്ങളും ഉണ്ട് എന്ന് ScienceNews റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു. ResNet, BERT തുടങ്ങിയ അറിയപ്പെടുന്ന എഐ മോഡലുകളും ഡീപ് റൈൻഫോഴ്സ്മെന്റ് ലേണിംഗ് അൽഗോരിതങ്ങളും പ്രത്യേക ട്യൂണിംഗ് ഇല്ലാതെ തന്നെ ഈ ചിപ്പിൽ ഓടിച്ച് കാണിച്ചത് ഒരു ഫോട്ടോണിക് പ്രോസസറിൽ ഇത്തരം മോഡലുകൾ പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്ന ആദ്യ സംഭവമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.
കണക്കുകൾ പറയുന്നത്
ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സാധ്യത വ്യക്തമാക്കുന്ന ചില പ്രധാന കണക്കുകൾ ഇവയാണ്:
Lightmatter-ന്റെ ചിപ്പിന് സെക്കൻഡിൽ 65.5 ട്രില്യൺ അഡാപ്റ്റീവ് ബ്ലോക്ക് ഫ്ലോട്ടിംഗ്-പോയിന്റ് 16-ബിറ്റ് ഓപ്പറേഷനുകൾ (Lightmatter) നടത്താൻ കഴിയും. ഇതിൽ ഏറ്റവും ശ്രദ്ധേയമായ കാര്യം, ഇലക്ട്രിക്കൽ ഭാഗത്തിന് 78 വാട്ട് വൈദ്യുതി ആവശ്യമായി വരുമ്പോൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഭാഗത്തിന് വെറും 1.6 വാട്ട് മതിയാകും എന്നതാണ് (Lightmatter) — അതായത് പ്രകാശം ഉപയോഗിക്കുന്ന ഭാഗം ഇലക്ട്രോണിക് ഭാഗത്തേക്കാൾ ഏകദേശം 50 മടങ്ങ് കുറവ് ഊർജ്ജമേ ചെലവഴിക്കുന്നുള്ളൂ. ഈ ചിപ്പിൽ 50 ബില്യൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളും ഏകദേശം 10 ലക്ഷം ഫോട്ടോണിക് ഘടകങ്ങളും ആറ് ചിപ്പുകളിലായി സംയോജിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട് (Lightmatter).
ബോസ്റ്റൺ ആസ്ഥാനമായ എതിരാളി കമ്പനി Lightelligence-ഉം സമാനമായ PACE എന്ന ഉപകരണം ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ പ്രശ്നങ്ങൾക്കായി വികസിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട് (ScienceNews). ഡാർട്ട്മൗത്ത് കോളേജിലെ വിദഗ്ധൻ ആന്റണി റിസോ പറയുന്നത്, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ അടുത്ത അഞ്ച് വർഷത്തിനുള്ളിൽ യഥാർത്ഥ ഡാറ്റാ സെന്ററുകളിൽ എത്തിച്ചേരാം എന്നാണ് (ScienceNews).
നിക്ഷേപകരും ഈ മേഖലയിൽ വൻതോതിൽ പണം ഇറക്കുന്നുണ്ട്. Lightmatter-ന്റെ മൂല്യം 2026 ജൂലൈയോടെ ഏകദേശം 4.4 ബില്യൺ ഡോളർ ആയി ഉയർന്നു എന്ന് Silicon Valley Invest Club റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യുന്നു. വിപണി വിശകലന സ്ഥാപനമായ GMI Insights-ന്റെ കണക്ക് പ്രകാരം, ഫോട്ടോണിക് ക്വാണ്ടം കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് വിപണി 2025-ൽ 17.57 കോടി ഡോളറിൽ നിന്ന് 2026-ൽ ഏകദേശം 28.02 കോടി ഡോളറായി (59.5% വളർച്ച) ഉയരുമെന്നും, 2035-ഓടെ ഇത് 5.8 ബില്യൺ ഡോളറിലേക്ക് എത്തുമെന്നും — അതായത് 2026-35 കാലയളവിൽ ഏകദേശം 40% വാർഷിക വളർച്ചാനിരക്ക് (CAGR) — പ്രവചിക്കുന്നു (GMI Insights).
എന്തുകൊണ്ട് ഇത് പ്രധാനമാണ്?
Moore’s Law എന്നറിയപ്പെടുന്ന, ചിപ്പുകളിലെ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ എണ്ണം ഓരോ രണ്ട് വർഷത്തിലും ഇരട്ടിയാകും എന്ന നിയമം ഇപ്പോൾ ഫലത്തിൽ മന്ദഗതിയിലാണെന്ന് Lightmatter-ന്റെ ഗവേഷണം ചൂണ്ടിക്കാട്ടുന്നു. സിലിക്കൺ ചിപ്പുകൾ ചെറുതാക്കുന്നതിന് ഭൗതികശാസ്ത്രപരമായ പരിധികൾ അടുത്തുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. അതേസമയം, എഐ മോഡലുകൾ കൂടുതൽ വലുതും ഊർജ്ജം കൂടുതൽ ആവശ്യമുള്ളവയുമായി മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജത്തിൽ കൂടുതൽ വേഗത്തിൽ കണക്കുകൂട്ടൽ നടത്താൻ കഴിയുന്ന ബദൽ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ അനിവാര്യമായി മാറുകയാണ്.
ഡാറ്റാ സെന്ററുകൾ ഇന്ന് ലോകത്തെ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗത്തിന്റെ ഗണ്യമായ ഭാഗം വഹിക്കുന്നു എന്നതിനാൽ, ഊർജ്ജക്ഷമതയേറിയ ഹാർഡ്‌വെയർ എന്നത് ഒരു സാങ്കേതിക താൽപര്യം മാത്രമല്ല, കാലാവസ്ഥാ വെല്ലുവിളി കൂടിയാണ്. ഫോട്ടോണിക് ചിപ്പുകൾ ഈ പ്രശ്നത്തിന് ഭാഗികമായെങ്കിലും പരിഹാരം നൽകുമെന്നാണ് ഗവേഷകർ കരുതുന്നത്.
വെല്ലുവിളികളും പരിമിതികളും
എന്നാൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പൂർണ്ണമായും വെല്ലുവിളികളില്ലാത്തതല്ല. അനലോഗ് സ്വഭാവമുള്ള പ്രകാശകണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ കൃത്യത (precision) നിലനിർത്തുക എന്നത് വലിയൊരു സാങ്കേതിക പ്രശ്നമായിരുന്നു. ഇത് പരിഹരിക്കാൻ Lightmatter “Adaptive Block Floating-Point” (ABFP) എന്ന പുതിയ രീതി വികസിപ്പിച്ചു, ഇത് അനലോഗ് ഗെയിൻ കൺട്രോൾ ഉപയോഗിച്ച് പരമ്പരാഗത 32-ബിറ്റ് ഡിജിറ്റൽ സിസ്റ്റങ്ങളോട് അടുത്ത കൃത്യത കൈവരിക്കുന്നു (Lightmatter). എന്നിരുന്നാലും, ഇത് ഇപ്പോഴും ലാബ് തലത്തിലുള്ള ഗവേഷണമാണ്; വൻതോതിൽ ഉൽപ്പാദിപ്പിച്ച് ഡാറ്റാ സെന്ററുകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കാൻ ഇനിയും വർഷങ്ങൾ എടുക്കും എന്നാണ് വിദഗ്ധരുടെ വിലയിരുത്തൽ.
ഉപസംഹാരം
NVIDIA-യെപ്പോലുള്ള ജിപിയു ഭീമന്മാർ ഇപ്പോഴും എഐ ഹാർഡ്‌വെയർ വിപണിയിൽ ആധിപത്യം പുലർത്തുന്നുണ്ടെങ്കിലും, ഫോട്ടോണിക് കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് ഒരു “ഭാവിയിലെ സാധ്യത” എന്നതിൽ നിന്ന് “ഗൗരവമായ ബദൽ” എന്ന നിലയിലേക്ക് വേഗത്തിൽ വളരുകയാണ്. നിക്ഷേപകരുടെ താൽപര്യം, ഗവേഷണ മുന്നേറ്റങ്ങൾ, ഊർജ്ജക്ഷമതയുടെ അടിയന്തിര ആവശ്യം എന്നിവയെല്ലാം ചേർന്ന് അടുത്ത അഞ്ച് മുതൽ പത്ത് വർഷത്തിനുള്ളിൽ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഡാറ്റാ സെന്ററുകളുടെ ഭാഗമായേക്കാം. വെളിച്ചം കൊണ്ട് ചിന്തിക്കുന്ന കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ എന്ന ആശയം സയൻസ് ഫിക്ഷനിൽ നിന്ന് യാഥാർത്ഥ്യത്തിലേക്ക് അടുക്കുകയാണ്.