MIT vyvinul architekturu nového fotonického procesoru. Ve srovnání s podobnými zařízeními tisíckrát zvýší efektivitu optických neuronových sítí.
Čip sníží množství elektřiny spotřebované datovým centrem. Řekneme vám, jak to funguje.
--Ото - — Odstříknout
Proč potřebujeme novou architekturu?
Optické neuronové sítě jsou rychlejší než tradiční řešení využívající elektronické součástky. Světlo izolace signálových cest a laserové proudy mohou procházet navzájem bez vzájemného ovlivňování. Tímto způsobem mohou všechny signalizační cesty fungovat současně, což umožňuje vysoké přenosové rychlosti dat.
Je tu ale problém – čím větší neuronová síť, tím více energie spotřebuje. K vyřešení tohoto problému jsou vyvíjeny speciální akcelerační čipy (AI akcelerátory), které optimalizují přenos dat. Neškálují se však tak, jak bychom si přáli.
Problém energetické účinnosti a škálování optických čipů byl řešen na MIT a nová architektura fotonického urychlovače, která tisíckrát snižuje spotřebu energie zařízení a pracuje s desítkami milionů neuronů. Vývojáři říkají, že v budoucnu tato technologie najde uplatnění v datových centrech, která interagují s komplexními inteligentními systémy a algoritmy strojového učení a také analyzují velká data.
co je ona
Nový čip je postaven na bázi optoelektronického obvodu. Přenášená data jsou stále kódována optickými signály, ale pro maticové násobení se používá vyvážená homodynní detekce (). Jedná se o techniku, která umožňuje generovat elektrický signál na základě dvou optických.
K přenosu světelných pulzů s informacemi o vstupních a výstupních neuronech se používá jediná signální dráha. Údaje o váze neuronů naopak přicházejí prostřednictvím samostatných kanálů. Všechny se „rozcházejí“ do uzlů sítě homodynních fotodetektorů, které vypočítávají výstupní hodnotu pro každý neuron (určují úroveň signálu). Tyto informace jsou poté odeslány do modulátoru, který převádí elektrický signál zpět na optický. Poté je odeslána do další vrstvy neuronové sítě a proces se opakuje.
Ve své vědecké práci inženýři z MIT následující schéma pro jednu vrstvu:
Obrázek: / CC BY
Nová architektura akcelerátoru AI vyžaduje pouze jeden vstupní a jeden výstupní kanál pro každý neuron. V důsledku toho se počet fotodetektorů rovná počtu neuronů spíše než jejich váhovým koeficientům.
Tento přístup umožňuje ušetřit místo na čipu, zvýšit počet užitečných signálových cest a optimalizovat spotřebu energie. Nyní inženýři z MIT vytvářejí prototyp, který otestuje možnosti nové architektury v praxi.
Kdo další vyvíjí fotonické čipy?
Vývoj podobné technologie Lightelligence je malý startup se sídlem v Bostonu. Zaměstnanci společnosti říkají, že jejich AI akcelerátor umožní řešit problémy strojového učení stokrát rychleji než klasická zařízení. Minulý rok tým dokončoval tvorbu prototypu svého zařízení a připravoval se na testy.
Působí v oblasti fotonických čipů a Cisco. Na začátku roku společnost oznámila startup Luxtera, který navrhuje fotonické čipy pro datová centra. Společnost vyrábí zejména hardwarová rozhraní, která umožňují připojení optických vláken přímo k serverům. Tento přístup zvyšuje kapacitu sítě a zrychluje přenos dat. Zařízení Luxtera používají speciální lasery ke kódování informací a germaniové fotodetektory k jejich dešifrování.
--Ото - — Odstříknout
Optickým technologiím se věnují i další velké IT společnosti, například Intel. Již v roce 2016 začali vyrábět vlastní optické čipy, které optimalizují přenos dat mezi datovými centry. Nedávno zástupci organizace že tyto technologie plánují implementovat mimo datová centra – v lidarech pro samořiditelná auta.
S tím výsledkem, že
Fotonické technologie zatím nelze nazvat univerzálním řešením. Jejich implementace vyžaduje velké náklady na technické dovybavení datových center. Ale vývoj, jako je ten, který se vyvíjí na MIT a dalších organizacích, zlevní optické čipy a s největší pravděpodobností umožní jejich propagaci na masovém trhu s vybavením datových center.
Jsme v Pomáháme společnostem rozvíjet IT infrastrukturu a poskytujeme privátní a hybridní cloudové služby. Toto je to, o čem píšeme na našem firemním blogu:
Zdroj: www.habr.com