שבב פוטוני חדש יעזור להפחית את צריכת האנרגיה במרכז הנתונים

MIT פיתחה את הארכיטקטורה של מעבד פוטוני חדש. זה יגדיל את היעילות של רשתות נוירונים אופטיות פי אלף בהשוואה למכשירים דומים.

השבב יקטין את כמות החשמל שצורך מרכז הנתונים. אנחנו נספר לך איך זה עובד.

תמונות - אילדפונסו פולו - Unsplash

למה אנחנו צריכים ארכיטקטורה חדשה?

רשתות נוירונים אופטיות מהירות יותר מפתרונות מסורתיים המשתמשים ברכיבים אלקטרוניים. אוֹר אינו דורש בידוד של נתיבי אות, וזרמי לייזר מסוגלים לעבור זה דרך זה ללא השפעה הדדית. לפיכך, כל נתיבי האיתות יכולים לפעול בו-זמנית, מה שמבטיח קצב העברת נתונים גבוה.

אבל יש בעיה - ככל שהרשת העצבית גדולה יותר, כך היא צורכת יותר אנרגיה. כדי לפתור בעיה זו, מפתחים שבבי מאיץ מיוחדים (מאיצי AI) המייעלים את העברת הנתונים. עם זאת, הם לא מתרחבים כמו שהיינו רוצים.

הבעיה של יעילות אנרגטית וקנה מידה של שבבים אופטיים נפתרה ב-MIT ו הציג ארכיטקטורת מאיץ פוטוניים חדשה שמפחיתה את צריכת החשמל של המכשיר פי אלף ועובדת עם עשרות מיליוני נוירונים. המפתחים אומרים שבעתיד הטכנולוגיה תמצא יישומים במרכזי נתונים המקיימים אינטראקציה עם מערכות אינטליגנטיות מורכבות ואלגוריתמים של למידת מכונה, וגם תנתח ביג דאטה.

איך היא?

השבב החדש בנוי על בסיס מעגל אופטואלקטרוני. הנתונים המועברים עדיין מקודדים עם אותות אופטיים, אך זיהוי הומודיין מאוזן משמש להכפלת מטריצה ​​(עמוד 30). זוהי טכניקה המאפשרת ליצור אות חשמלי המבוסס על שניים אופטיים.

מסלול איתות יחיד משמש להעברת פולסי אור עם מידע על נוירוני קלט ופלט. נתונים על משקלם של נוירונים, להיפך, מגיעים דרך ערוצים נפרדים. כולם "מתפצלים" לצמתי הרשת של גלאי פוטו הומודינים, אשר מחשבים את ערך הפלט עבור כל נוירון (קובעים את רמת האות). מידע זה נשלח לאחר מכן למאפנן, אשר ממיר את האות החשמלי בחזרה לאופטי. לאחר מכן, הוא נשלח לשכבה הבאה של הרשת העצבית והתהליך חוזר על עצמו.

בעבודתם המדעית, מהנדסים מ-MIT עוֹפֶרֶת התרשים הבא לשכבה אחת:

תְמוּנָה: רשתות עצביות אופטיות בקנה מידה גדול המבוססות על כפל פוטואלקטרי / CC BY

ארכיטקטורת מאיץ הבינה המלאכותית החדשה דורשת רק קלט אחד וערוץ פלט אחד עבור כל נוירון. כתוצאה מכך, מספר גלאי הפוטו משווה למספר הנוירונים, ולא למקדמי הניפוח שלהם.

גישה זו מאפשרת לך לחסוך מקום בשבב, להגדיל את מספר נתיבי האותות השימושיים ולמטב את צריכת החשמל. כעת יוצרים מהנדסים מ-MIT אב טיפוס שיבדוק את יכולות הארכיטקטורה החדשה בפועל.

מי עוד מפתח שבבים פוטוניים?

פיתוחים של טכנולוגיה דומה 43 נמצא Lightelligence הוא סטארט-אפ קטן שבסיסו בבוסטון. עובדי החברה אומרים שמאיץ הבינה המלאכותית שלהם יאפשר לפתור בעיות של למידת מכונה מהר יותר פי מאות מאשר מכשירים קלאסיים. בשנה שעברה, הצוות השלים את יצירת אב הטיפוס של המכשיר שלהם והתכונן לביצוע בדיקות.

עובדת בתחום השבבים הפוטוניים וסיסקו. בתחילת השנה הודיעה החברה קְנִיָה הסטארט-אפ Luxtera, אשר מעצב שבבים פוטוניים למרכזי נתונים. בפרט, החברה מייצרת ממשקי חומרה המאפשרים לחבר סיבים אופטיים ישירות לשרתים. גישה זו מגדילה את קיבולת הרשת ומאיצה את העברת הנתונים. מכשירי Luxtera משתמשים בלייזרים מיוחדים כדי לקודד מידע ובגלאי צילום גרמניום כדי לפענח אותו.

תמונות - תומאס ג'נסן - Unsplash

חברות IT גדולות אחרות, כמו אינטל, עוסקות אף הן בטכנולוגיות אופטיות. עוד בשנת 2016, הם החלו לייצר שבבים אופטיים משלהם המייעלים את העברת הנתונים בין מרכזי נתונים. לאחרונה, נציגי הארגון סיפרשהם מתכננים ליישם את הטכנולוגיות הללו מחוץ למרכזי נתונים - בלידרים למכוניות בנהיגה עצמית.

והתוצאה הוא ש

עד כה, טכנולוגיות פוטוניות לא יכולות להיקרא פתרון אוניברסלי. היישום שלהם דורש הוצאות גדולות עבור ציוד מחדש טכני של מרכזי נתונים. אבל פיתוחים כמו אלה המפותחים ב-MIT ובארגונים אחרים יזלו את השבבים האופטיים, וסביר להניח שיאפשרו לקדם אותם לשוק ההמוני של ציוד מרכזי נתונים.

אנחנו בפנים ITGLOBAL.COM אנו עוזרים לחברות לפתח תשתית IT ולספק שירותי ענן פרטיים והיברידיים. זה מה שאנחנו כותבים עליו בבלוג הארגוני שלנו:

• סביבות מתכנסות והיפר-קונברזציה כבסיס לעסקים מודרניים
• Managed IT - אידיאולוגיית מיקור חוץ חדשה
• כיצד מסדי נתונים מנוהלים עוזרים לעסק שלך
• מדוע לקוח ספק ענן צריך לדעת על רמת האמינות של מרכז הנתונים
• בעולם המכולות: סקירת טכנולוגיה

מקור: www.habr.com