MIT je razvio arhitekturu novog fotoničkog procesora. Povećat će učinkovitost optičkih neuronskih mreža tisuću puta u usporedbi sa sličnim uređajima.
Čip će smanjiti količinu električne energije koju troši podatkovni centar. Reći ćemo vam kako to radi.
Foto - — Neprskati
Zašto nam je potrebna nova arhitektura?
Optičke neuronske mreže brže su od tradicionalnih rješenja koja koriste elektroničke komponente. Svjetlo izolacija puteva signala, a laserske struje mogu prolaziti jedna kroz drugu bez međusobnog utjecaja. Na taj način svi signalni putovi mogu funkcionirati istovremeno, što omogućuje visoke brzine prijenosa podataka.
Ali postoji problem – što je veća neuronska mreža, to više energije troši. Kako bi se riješio ovaj problem, razvijaju se posebni akceleratorski čipovi (AI akceleratori) koji optimiziraju prijenos podataka. Međutim, oni se ne skaliraju onako kako bismo željeli.
Problem energetske učinkovitosti i skaliranja optičkih čipova riješen je na MIT-u i novu arhitekturu fotonskog akceleratora koja smanjuje potrošnju energije uređaja za tisuću puta i radi s desecima milijuna neurona. Programeri kažu da će tehnologija u budućnosti naći primjenu u podatkovnim centrima koji komuniciraju sa složenim inteligentnim sustavima i algoritmima strojnog učenja, a također analiziraju velike podatke.
Kakva je ona?
Novi čip izgrađen je na temelju optoelektroničkog kruga. Odaslani podaci i dalje su kodirani optičkim signalima, ali se za matrično množenje koristi uravnotežena homodina detekcija (). Ovo je tehnika koja vam omogućuje generiranje električnog signala na temelju dva optička.
Za prijenos svjetlosnih impulsa s informacijama o ulaznim i izlaznim neuronima koristi se jedan signalni put. Podaci o težinama neurona, naprotiv, dolaze odvojenim kanalima. Svi oni "divergiraju" do čvorova mreže homodinih fotodetektora, koji izračunavaju izlaznu vrijednost za svaki neuron (određuje razinu signala). Ove se informacije zatim šalju modulatoru, koji pretvara električni signal natrag u optički. Zatim se šalje na sljedeći sloj neuronske mreže i proces se ponavlja.
U svom znanstvenom radu inženjeri s 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 toga, broj fotodetektora je izjednačen s brojem neurona, a ne njihovim težinskim koeficijentima.
Ovaj vam pristup omogućuje uštedu prostora na čipu, povećanje broja korisnih putova signala i optimiziranje potrošnje energije. Sada inženjeri s MIT-a stvaraju prototip koji će u praksi testirati mogućnosti nove arhitekture.
Tko još razvija fotonske čipove?
Razvoj slične tehnologije Lightelligence je mali startup sa sjedištem u Bostonu. Zaposlenici tvrtke kažu da će njihov AI akcelerator omogućiti rješavanje problema strojnog učenja stotinama puta brže od klasičnih uređaja. Prošle godine tim je dovršavao izradu prototipa svog uređaja i pripremao se za provođenje testova.
Radi u području fotonskih čipova i Cisca. Početkom godine tvrtka je objavila startup Luxtera, koji dizajnira fotonske čipove za podatkovne centre. Konkretno, tvrtka proizvodi hardverska sučelja koja vam omogućuju izravno povezivanje optičkih vlakana s poslužiteljima. Ovaj pristup povećava kapacitet mreže i ubrzava prijenos podataka. Luxtera uređaji koriste posebne lasere za kodiranje informacija i germanijske fotodetektore za njihovo dešifriranje.
Foto - — Neprskati
Druge velike IT tvrtke, poput Intela, također se bave optičkim tehnologijama. Još 2016. počeli su proizvoditi vlastite optičke čipove koji optimiziraju prijenos podataka između podatkovnih centara. Nedavno su predstavnici organizacije da ove tehnologije planiraju implementirati izvan podatkovnih centara – u lidarima za samovozeće automobile.
S rezultatom da
Za sada se fotonske tehnologije ne mogu nazvati univerzalnim rješenjem. Njihova implementacija zahtijeva velike troškove za tehničku ponovnu opremu podatkovnih centara. No razvoj poput onih koji se razvijaju na MIT-u i drugim organizacijama učinit će optičke čipove jeftinijima i najvjerojatnije će im omogućiti promicanje na masovno tržište opreme za podatkovne centre.
Mi smo u Pomažemo tvrtkama u razvoju IT infrastrukture i pružanju privatnih i hibridnih usluga u oblaku. O ovome pišemo na našem korporativnom blogu:
Izvor: www.habr.com