El MIT ha desenvolupat l'arquitectura d'un nou processador fotònic. Augmentarà l'eficiència de les xarxes neuronals òptiques mil vegades en comparació amb dispositius similars.
El xip reduirà la quantitat d'electricitat que consumeix el centre de dades. T'expliquem com funciona.
Фото - — Desesquitxa
Per què necessitem una nova arquitectura?
Les xarxes neuronals òptiques són més ràpides que les solucions tradicionals que utilitzen components electrònics. Llum aïllament dels camins del senyal i els fluxos làser són capaços de travessar-se sense influència mútua. D'aquesta manera, tots els camins de senyalització poden funcionar simultàniament, permetent altes taxes de transferència de dades.
Però hi ha un problema: com més gran és la xarxa neuronal, més energia consumeix. Per resoldre aquest problema, s'estan desenvolupant xips d'acceleració especials (acceleradors AI) que optimitzen la transferència de dades. Tanmateix, no s'escala tan bé com voldríem.
El problema de l'eficiència energètica i l'escalat dels xips òptics es va resoldre al MIT i una nova arquitectura d'accelerador fotònic que redueix mil vegades el consum d'energia del dispositiu i funciona amb desenes de milions de neurones. Els desenvolupadors asseguren que en el futur la tecnologia trobarà aplicació en centres de dades que interactuen amb sistemes intel·ligents complexos i algorismes d'aprenentatge automàtic, i també analitzarà grans dades.
Què es ella
El nou xip està construït sobre la base d'un circuit optoelectrònic. Les dades transmeses encara es codifiquen amb senyals òptics, però la detecció homodina equilibrada s'utilitza per a la multiplicació de matrius (). Es tracta d'una tècnica que permet generar un senyal elèctric a partir de dos òptics.
S'utilitza una única via de senyalització per transmetre polsos de llum amb informació sobre les neurones d'entrada i sortida. Les dades sobre els pesos de les neurones, per contra, arriben per canals separats. Tots ells "divergen" als nodes d'una graella de fotodetectors homodins, que calculen el valor de sortida de cada neurona (determinen el nivell de senyal). Aquesta informació s'envia a un modulador, que torna a convertir el senyal elèctric en òptic. A continuació, s'envia a la següent capa de la xarxa neuronal i el procés es repeteix.
En el seu treball científic, enginyers del MIT el diagrama següent per a una capa:
Imatge: / CC BY
La nova arquitectura de l'accelerador d'IA només requereix un canal d'entrada i un de sortida per a cada neurona. Com a resultat, el nombre de fotodetectors s'equipara al nombre de neurones, en lloc dels seus coeficients de ponderació.
Aquest enfocament us permet estalviar espai al xip, augmentar el nombre de camins de senyal útils i optimitzar el consum d'energia. Ara els enginyers del MIT estan creant un prototip que posarà a prova les capacitats de la nova arquitectura a la pràctica.
Qui més està desenvolupant xips fotònics?
Desenvolupaments de tecnologia similar Lightelligence és una petita startup amb seu a Boston. Els empleats de l'empresa diuen que el seu accelerador d'IA permetrà resoldre problemes d'aprenentatge automàtic centenars de vegades més ràpid que els dispositius clàssics. L'any passat, l'equip va estar acabant la creació d'un prototip del seu dispositiu i es va preparar per realitzar proves.
Treballa en el camp dels xips fotònics i Cisco. A principis d'any l'empresa va anunciar startup Luxtera, que dissenya xips fotònics per a centres de dades. En particular, l'empresa produeix interfícies de maquinari que permeten connectar la fibra òptica directament als servidors. Aquest enfocament augmenta la capacitat de la xarxa i accelera la transferència de dades. Els dispositius Luxtera utilitzen làsers especials per codificar la informació i fotodetectors de germani per desxifrar-la.
Фото - — Desesquitxa
Altres grans empreses de TI, com Intel, també estan implicades en tecnologies òptiques. L'any 2016, van començar a produir els seus propis xips òptics que optimitzen la transferència de dades entre centres de dades. Recentment, representants de l'organització que tenen previst implementar aquestes tecnologies fora dels centres de dades, en lidars per a cotxes autònoms.
Amb el resultat que
Fins ara, les tecnologies fotòniques no es poden anomenar una solució universal. La seva implementació requereix grans despeses de reequipament tècnic dels centres de dades. Però desenvolupaments com els que s'estan desenvolupant al MIT i altres organitzacions faran que els xips òptics siguin més barats i, molt probablement, permetran promocionar-los al mercat massiu d'equips de centres de dades.
Estem a Ajudem a les empreses a desenvolupar una infraestructura informàtica i oferir serveis de núvol privats i híbrids. Això és el que escrivim al nostre blog corporatiu:
Font: www.habr.com