MIT je razvio arhitekturu novog fotonskog procesora. To će povećati efikasnost optičkih neuronskih mreža hiljadu puta u poređenju sa sličnim uređajima.
Čip će smanjiti količinu električne energije koju troši podatkovni centar. Reći ćemo vam kako to funkcionira.
Foto - — Unsplash
Zašto nam je potrebna nova arhitektura?
Optičke neuronske mreže su brže od tradicionalnih rješenja koja koriste elektronske komponente. Light izolacija puteva signala, a laserski tokovi mogu prolaziti jedni kroz druge bez međusobnog utjecaja. Dakle, svi signalni putevi mogu funkcionisati istovremeno, što osigurava visoku brzinu prijenosa podataka.
Ali postoji problem - što je neuronska mreža veća, to više energije troši. Da bi se riješio ovaj problem, razvijaju se posebni akceleratorski čipovi (AI akceleratori) koji optimiziraju prijenos podataka. Međutim, oni ne rastu onako dobro kako bismo željeli.
Problem energetske efikasnosti i skaliranja optičkih čipova riješen je na MIT i nova arhitektura fotonskog akceleratora koja smanjuje potrošnju energije uređaja hiljadu puta i radi sa desetinama miliona neurona. Programeri kažu da će tehnologija u budućnosti naći primenu u centrima podataka koji su u interakciji sa složenim inteligentnim sistemima i algoritmima mašinskog učenja, a takođe analiziraju velike podatke.
Kakva je ona?
Novi čip je izgrađen na bazi optoelektronskog kola. Preneseni podaci su i dalje kodirani optičkim signalima, ali se uravnotežena homodina detekcija koristi za množenje matrice (). Ovo je tehnika koja vam omogućava da generišete električni signal na osnovu dva optička.
Jedan signalni put se koristi za prijenos svjetlosnih impulsa s informacijama o ulaznim i izlaznim neuronima. Podaci o težinama neurona, naprotiv, dolaze kroz odvojene kanale. Svi oni „divergiraju“ u čvorove mreže homodinskih fotodetektora, koji izračunavaju izlaznu vrijednost za svaki neuron (određuje nivo signala). Ova informacija se zatim šalje modulatoru, koji pretvara električni signal natrag u optički. Zatim se šalje na sljedeći sloj neuronske mreže i proces se ponavlja.
U svom naučnom radu, inženjeri sa MIT-a sljedeći dijagram za jedan sloj:
Slika: / CC BY
Nova arhitektura AI akceleratora zahtijeva samo jedan ulazni i jedan izlazni kanal za svaki neuron. Kao rezultat, broj fotodetektora je izjednačen sa brojem neurona, a ne njihovim težinskim koeficijentima.
Ovaj pristup vam omogućava da uštedite prostor na čipu, povećate broj korisnih signalnih puteva i optimizirate potrošnju energije. Sada inženjeri sa MIT-a kreiraju prototip koji će testirati mogućnosti nove arhitekture u praksi.
Ko još razvija fotonske čipove?
Razvoj slične tehnologije Lightelligence je mali startup sa sjedištem u Bostonu. Zaposleni u kompaniji kažu da će njihov AI akcelerator omogućiti rješavanje problema mašinskog učenja stotine puta brže od klasičnih uređaja. Prošle godine tim je završavao izradu prototipa svog uređaja i pripremao se za testiranje.
Radi u oblasti fotonskih čipova i Cisco. Početkom godine kompanija je objavila startup Luxtera, koji dizajnira fotonske čipove za podatkovne centre. Konkretno, kompanija proizvodi hardverska sučelja koja vam omogućavaju povezivanje optičkih vlakana direktno na servere. Ovaj pristup povećava kapacitet mreže i ubrzava prijenos podataka. Luxtera uređaji koriste posebne lasere za kodiranje informacija i germanijumske fotodetektore za njihovo dešifrovanje.
Foto - — Unsplash
Druge velike IT kompanije, kao što je Intel, takođe se bave optičkim tehnologijama. Još 2016. godine počeli su proizvoditi vlastite optičke čipove koji optimiziraju prijenos podataka između podatkovnih centara. Nedavno su predstavnici organizacije da planiraju implementirati ove tehnologije izvan data centara - u lidarima za samovozeće automobile.
Šta je na kraju
Za sada se fotonske tehnologije ne mogu nazvati univerzalnim rješenjem. Njihova implementacija iziskuje velike troškove za tehničku preopremu data centara. Ali razvoji poput onih koji se razvijaju u MIT-u i drugim organizacijama učinit će optičke čipove jeftinijim i vjerovatno će im omogućiti da budu promovirani na masovnom tržištu opreme za podatkovne centre.
Unutra smo Pomažemo kompanijama da razviju IT infrastrukturu i pružaju privatne i hibridne usluge u oblaku. Ovo je ono o čemu pišemo na našem korporativnom blogu:
izvor: www.habr.com