Tim peneliti University of Florida ciptakan terobosan revolusioner dengan chip AI bertenaga laser yang konsumsi energi 100 kali lebih efisien dibanding chip konvensional. Teknologi photonic silicon ini gunakan cahaya sebagai pengganti listrik untuk operasi convolution AI. Solusi brilian untuk krisis energi industri kecerdasan buatan.

Terobosan Menggemparkan Dunia Teknologi

Sebuah tim insinyur University of Florida berhasil mengembangkan jenis chip komputer revolusioner yang menggunakan cahaya sebagai pengganti listrik untuk melakukan salah satu tugas paling intensif energi dalam artificial intelligence - pengenalan gambar dan tugas pencarian pola serupa. Terobosan ini dipublikasikan dalam jurnal Advanced Photonics pada September 2025.

Penggunaan cahaya secara dramatis memangkas kebutuhan daya untuk melakukan tugas-tugas AI ini, dengan efisiensi 10 hingga 100 kali lipat dibanding chip saat ini yang melakukan kalkulasi serupa. Pendekatan ini dapat membantu mengendalikan permintaan listrik yang sangat besar yang sedang menekan jaringan listrik global dan memungkinkan model serta sistem AI berperforma lebih tinggi.

Tugas machine learning yang disebut "convolution" ini berada di jantung cara sistem AI memproses gambar, video, bahkan bahasa. Operasi convolution saat ini membutuhkan sumber daya komputasi dan waktu dalam jumlah besar. Chip baru ini menggunakan laser dan lensa mikroskopis yang difabrikasi langsung ke circuit board untuk melakukan convolution dengan kecepatan cahaya.

Peneliti mengintegrasikan komponen optik langsung ke chip silicon. Cahaya laser dan lensa mikroskopis kemudian melakukan kalkulasi convolution lebih cepat dan dengan kebutuhan energi lebih rendah. Teknologi ini mempertahankan akurasi hampir sempurna sambil secara drastis mengurangi konsumsi daya.

Tim peneliti menyatakan bahwa "melakukan kalkulasi machine learning kunci dengan konsumsi energi hampir nol dapat menjadi game changer untuk sustainability AI." Pendekatan ini membuka jalan untuk model AI yang lebih kompleks tanpa beban energi yang tidak berkelanjutan.

Teknologi Silicon Photonic yang Revolusioner

Chip photonic silicon ini mengubah data yang dikodekan cahaya menjadi hasil convolution secara instan. Tim peneliti mengetsa lensa mikroskopis, yang dikenal sebagai Fresnel lenses, langsung ke permukaan silicon chip. Lensa-lensa ini memfokuskan dan memanipulasi sinar laser untuk melakukan operasi matematika kompleks yang dibutuhkan untuk AI.

Teknologi ini memanfaatkan wavelength division multiplexing, dimana berbagai panjang gelombang cahaya membawa informasi data yang berbeda secara bersamaan. Pendekatan ini memungkinkan chip memproses multiple data streams secara paralel, meningkatkan throughput secara signifikan dibanding elektronik konvensional.

Yang paling mengesankan adalah chip ini dapat melakukan operasi convolution dengan "near-zero energy consumption" untuk komputasi inti. Energi hanya diperlukan untuk menghasilkan sinar laser awal dan mengonversi hasil optik kembali ke sinyal elektronik. Proses kalkulasi itu sendiri berlangsung secara optik tanpa konsumsi energi tambahan.

Peneliti menggunakan teknik lithography canggih untuk membuat struktur optik dengan presisi nanometer. Lensa-lensa mikroskopis dan waveguides terintegrasi langsung ke substrat silicon standar, memungkinkan kompatibilitas dengan proses manufaktur semiconductor existing.

Pengujian menunjukkan bahwa chip dapat mempertahankan akurasi tinggi dalam tugas image recognition sambil mengoperasikan convolution layers dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi dibanding implementasi elektronik tradisional. Kombinasi speed dan efficiency ini membuat teknologi sangat promising untuk aplikasi AI real-time.

Dampak Revolusioner untuk Industri AI Global

Terobosan ini datang di saat yang krusial ketika industri AI menghadapi tantangan sustainability yang serius. Data centers yang menjalankan model AI besar mengkonsumsi energi setara dengan kota-kota besar, dan proyeksi menunjukkan kebutuhan energi akan terus melonjak eksponensial seiring kompleksitas model AI.

Implementasi teknologi photonic ini dapat mengubah landscape computing AI secara fundamental. Dengan efisiensi energi 100 kali lipat, data centers dapat menjalankan model AI jauh lebih kompleks dengan footprint energi yang sama, atau menjalankan model existing dengan konsumsi energi yang drastis berkurang.

Aplikasi potensial mencakup autonomous vehicles yang membutuhkan real-time image processing, sistem medical imaging untuk diagnosis cepat, dan smart city infrastructure yang memerlukan analisis video surveillance massal. Semua aplikasi ini akan mendapat keuntungan besar dari kombinasi speed tinggi dan low power consumption.

Industri semiconductor global sedang berlomba mengembangkan solusi untuk AI acceleration yang lebih efisien. Chip photonic University of Florida ini memberikan pendekatan yang benar-benar berbeda dibanding upaya optimisasi elektronik konvensional, potentially leapfrogging competitive solutions yang masih bergantung pada arsitektur tradisional.

Meskipun masih dalam tahap research, teknologi ini menunjukkan pathway clear menuju commercialization. Tim peneliti sedang bekerja dengan industry partners untuk mengembangkan proses manufacturing yang scalable dan mengoptimalkan design untuk berbagai aplikasi AI specifik. Jika berhasil dikomersialisasikan, teknologi ini dapat menjadi foundation untuk generasi baru hardware AI yang sustainable dan powerful.

(Burung Hantu Infratek / Berbagai Sumber)

Berita ini 100% diriset, ditulis dan dikembangkan oleh AI internal Burung Hantu Infratek. Bisa jadi terdapat kesalahan pada data aktual.

Sumber dan Referensi :

[1] New light-based chip boosts power efficiency of AI tasks 100 fold

[2] Light-powered chip makes AI 100 times more efficient

[3] Light-based chip can boost power efficiency of AI tasks up to 100-fold

[4] Revolutionary Light-Powered Chip Enhances AI Task Efficiency by 100 Times

[5] New light-based chip pushes AI tasks 100-fold while cutting electricity use