Az MIT egy új fotonikus processzor architektúráját fejlesztette ki. Ezerszeresére növeli az optikai neurális hálózatok hatékonyságát a hasonló eszközökhöz képest.
A chip csökkenti az adatközpont által fogyasztott áram mennyiségét. Elmondjuk, hogyan működik.
Фото - — Fröcskölés
Miért van szükségünk új architektúrára?
Az optikai neurális hálózatok gyorsabbak, mint a hagyományos, elektronikus alkatrészeket használó megoldások. Fény a jelutak elszigetelése, és a lézerfolyamok kölcsönös befolyásolás nélkül képesek áthaladni egymáson. Ily módon az összes jelzési útvonal egyidejűleg működhet, ami nagy adatátviteli sebességet tesz lehetővé.
De van egy probléma - minél nagyobb a neurális hálózat, annál több energiát fogyaszt. A probléma megoldására speciális gyorsítóchipeket (AI-gyorsítókat) fejlesztenek, amelyek optimalizálják az adatátvitelt. Azonban nem olyan jól méreteznek, mint szeretnénk.
Az optikai chipek energiahatékonyságának és skálázásának problémáját az MIT és új fotonikus gyorsító architektúra, amely ezerszeresére csökkenti az eszköz energiafogyasztását, és több tízmillió neuronnal működik együtt. A fejlesztők szerint a technológia a jövőben olyan adatközpontokban talál majd alkalmazást, amelyek komplex intelligens rendszerekkel és gépi tanulási algoritmusokkal kölcsönhatásba lépnek, és nagy adatokat is elemzik.
Mi ő
Az új chip egy optoelektronikai áramkörre épül. A továbbított adatok továbbra is optikai jelekkel vannak kódolva, de a kiegyensúlyozott homodin detektálást a mátrixszorzáshoz használják (). Ez egy olyan technika, amely lehetővé teszi, hogy elektromos jelet generáljon két optikai jel alapján.
Egyetlen jelátviteli útvonalat használnak a fényimpulzusok továbbítására a bemeneti és kimeneti neuronokról. A neuronok súlyára vonatkozó adatok éppen ellenkezőleg, külön csatornákon keresztül érkeznek. Mindegyik „eltér” a homodin fotodetektorok rácsának csomópontjaihoz, amelyek kiszámítják az egyes neuronok kimeneti értékét (meghatározzák a jelszintet). Ezt az információt azután egy modulátorhoz küldik, amely az elektromos jelet optikaivá alakítja vissza. Ezután a neurális hálózat következő rétegébe kerül, és a folyamat megismétlődik.
Tudományos munkájuk során az MIT mérnökei a következő diagram egy réteghez:
Kép: / CC BY
Az új AI-gyorsító architektúra minden neuronhoz csak egy bemeneti és egy kimeneti csatornát igényel. Ennek eredményeként a fotodetektorok száma a neuronok számával egyenlő, nem pedig azok súlyozási együtthatóival.
Ez a megközelítés lehetővé teszi, hogy helyet takarítson meg a chipen, növelje a hasznos jelutak számát és optimalizálja az energiafogyasztást. Az MIT mérnökei most olyan prototípust készítenek, amely a gyakorlatban is teszteli az új architektúra képességeit.
Ki fejleszt még fotonikus chipeket?
Hasonló technológia fejlesztései A Lightelligence egy bostoni székhelyű kis startup. A cég alkalmazottai azt mondják, hogy mesterséges intelligencia-gyorsítójuk több százszor gyorsabban megoldja a gépi tanulási problémákat, mint a klasszikus eszközök. A csapat tavaly fejezte be készülékük prototípusának elkészítését, és készült a tesztek elvégzésére.
A fotonikus chipek és a Cisco területén dolgozik. Az év elején a cég bejelentette startup Luxtera, amely fotonikus chipeket tervez adatközpontok számára. A cég különösen olyan hardver interfészeket gyárt, amelyek lehetővé teszik az optikai szálak közvetlen csatlakoztatását a szerverekhez. Ez a megközelítés növeli a hálózati kapacitást és felgyorsítja az adatátvitelt. A Luxtera készülékek speciális lézereket használnak az információk kódolására, és germánium fotodetektorokat a visszafejtésre.
Фото - — Fröcskölés
Más nagy informatikai cégek, mint például az Intel, szintén foglalkoznak optikai technológiákkal. Még 2016-ban elkezdték saját optikai chipjeik gyártását, amelyek optimalizálják az adatközpontok közötti adatátvitelt. Nemrég a szervezet képviselői hogy ezeket a technológiákat az adatközpontokon kívül – az önvezető autókhoz készült lidarokban – tervezik megvalósítani.
Aminek eredményeképpen a
A fotonikus technológiák egyelőre nem nevezhetők univerzális megoldásnak. Megvalósításuk jelentős kiadásokat igényel az adatközpontok műszaki felújításához. De az olyan fejlesztések, mint amilyeneket az MIT és más szervezetek fejlesztenek, olcsóbbá teszik az optikai chipeket, és nagy valószínűséggel lehetővé teszik, hogy az adatközponti berendezések tömeges piacára kerüljenek.
Benne vagyunk Segítünk a cégeknek IT-infrastruktúra fejlesztésében, valamint privát és hibrid felhőszolgáltatásokat nyújtunk. Erről írunk céges blogunkon:
Forrás: will.com