MIT on välja töötanud uue fotoonprotsessori arhitektuuri. See suurendab optiliste närvivõrkude efektiivsust sarnaste seadmetega võrreldes tuhat korda.
Kiip vähendab andmekeskuse tarbitava elektrienergia hulka. Me ütleme teile, kuidas see töötab.
Фото - — Vabastage pritsmed
Miks me vajame uut arhitektuuri?
Optilised närvivõrgud on kiiremad kui traditsioonilised lahendused, mis kasutavad elektroonilisi komponente. Valgus signaaliteede isoleerimine ja laservood suudavad üksteist läbida ilma vastastikuse mõjutamiseta. Seega saavad kõik signalisatsiooniteed toimida üheaegselt, mis tagab suure andmeedastuskiiruse.
Kuid on probleem – mida suurem on närvivõrk, seda rohkem energiat see tarbib. Selle probleemi lahendamiseks töötatakse välja spetsiaalsed kiirendikiibid (AI kiirendid), mis optimeerivad andmeedastust. Kuid need ei ulatu nii hästi, kui me tahaksime.
Energiatõhususe ja optiliste kiipide skaleerimise probleem lahendati MIT-is ja uus fotoonilise kiirendi arhitektuur, mis vähendab seadme energiatarbimist tuhat korda ja töötab kümnete miljonite neuronitega. Arendajate sõnul leiab tehnoloogia tulevikus rakendust andmekeskustes, mis suhtlevad keerukate intelligentsete süsteemide ja masinõppe algoritmidega ning analüüsivad ka suurandmeid.
Milline ta on?
Uus kiip on ehitatud optoelektroonilise vooluringi baasil. Edastatud andmed on endiselt optiliste signaalidega kodeeritud, kuid maatriksi korrutamiseks kasutatakse tasakaalustatud homodüüni tuvastamist (). See on tehnika, mis võimaldab genereerida kahe optilise signaali põhjal elektrisignaali.
Valgusimpulsside edastamiseks koos teabega sisend- ja väljundneuronite kohta kasutatakse ühte signaalirada. Andmed neuronite kaalu kohta tulevad seevastu eraldi kanaleid pidi. Kõik need "lahknevad" homodüünfotodetektorite võrgu sõlmedesse, mis arvutavad iga neuroni väljundväärtuse (määravad signaali taseme). Seejärel saadetakse see teave modulaatorisse, mis muudab elektrisignaali tagasi optiliseks. Järgmisena saadetakse see närvivõrgu järgmisse kihti ja protsessi korratakse.
Oma teaduslikus töös MIT-i insenerid järgmine diagramm ühe kihi jaoks:
Pilt: / CC BY
Uus tehisintellekti kiirendi arhitektuur nõuab iga neuroni jaoks ainult ühte sisendit ja üht väljundkanalit. Selle tulemusena võrdsustatakse fotodetektorite arv neuronite arvuga, mitte nende kaalukoefitsientidega.
See lähenemine võimaldab säästa ruumi kiibil, suurendada kasulike signaaliteede arvu ja optimeerida energiatarbimist. Nüüd loovad MIT-i insenerid prototüüpi, mis testib uue arhitektuuri võimalusi praktikas.
Kes veel fotoonkiipe arendab?
Sarnase tehnoloogia arendused Lightelligence on Bostonis asuv väike idufirma. Ettevõtte töötajate sõnul võimaldab nende tehisintellekti kiirendi lahendada masinõppe probleeme sadu kordi kiiremini kui klassikalised seadmed. Eelmisel aastal lõpetas meeskond oma seadme prototüübi loomist ja valmistus katsete läbiviimiseks.
Töötab fotoonkiipide ja Cisco valdkonnas. Aasta alguses teatas ettevõte idufirma Luxtera, mis projekteerib andmekeskuste jaoks fotoonkiipe. Eelkõige toodab ettevõte riistvaraliideseid, mis võimaldavad ühendada fiiberoptika otse serveritega. Selline lähenemine suurendab võrgu läbilaskevõimet ja kiirendab andmeedastust. Luxtera seadmed kasutavad teabe kodeerimiseks spetsiaalseid lasereid ja selle dekrüpteerimiseks germaaniumi fotodetektoreid.
Фото - — Vabastage pritsmed
Optiliste tehnoloogiatega tegelevad ka teised suured IT-ettevõtted, näiteks Intel. 2016. aastal hakkasid nad tootma oma optilisi kiipe, mis optimeerivad andmeedastust andmekeskuste vahel. Viimasel ajal organisatsiooni esindajad et nad kavatsevad neid tehnoloogiaid rakendada väljaspool andmekeskusi – isejuhtivate autode lidarites.
Mille tulemusena
Seni ei saa fotoontehnoloogiaid nimetada universaalseks lahenduseks. Nende rakendamine nõuab suuri kulutusi andmekeskuste tehniliseks ümberehitamiseks. Kuid sellised arengud, nagu MIT-is ja teistes organisatsioonides väljatöötatavad, muudavad optilised kiibid odavamaks ja võimaldavad neid suure tõenäosusega edendada andmekeskuste seadmete massiturule.
Me oleme sees Aitame ettevõtetel arendada IT-taristut ning osutame privaat- ja hübriidpilveteenuseid. Sellest kirjutame oma ettevõtte ajaveebis:
Allikas: www.habr.com