MIT sukūrė naujo fotoninio procesoriaus architektūrą. Tai tūkstantį kartų padidins optinių neuronų tinklų efektyvumą, lyginant su panašiais įrenginiais.
Lustas sumažins duomenų centro suvartojamos elektros energijos kiekį. Mes jums pasakysime, kaip tai veikia.
Фото - – Atskleiskite
Kodėl mums reikia naujos architektūros?
Optiniai neuroniniai tinklai yra greitesni nei tradiciniai sprendimai, kuriuose naudojami elektroniniai komponentai. Šviesa signalo kelių izoliacija, o lazerių srautai gali praeiti vienas per kitą be abipusės įtakos. Tokiu būdu visi signalizacijos keliai gali veikti vienu metu, o tai leidžia pasiekti didelius duomenų perdavimo greičius.
Tačiau yra problema – kuo didesnis neuroninis tinklas, tuo daugiau energijos jis sunaudoja. Siekiant išspręsti šią problemą, kuriami specialūs greitintuvai (AI akseleratoriai), optimizuojantys duomenų perdavimą. Tačiau jų dydis nėra toks geras, kaip norėtume.
Energijos efektyvumo ir optinių lustų mastelio keitimo problema buvo išspręsta MIT ir nauja fotoninio greitintuvo architektūra, kuri tūkstantį kartų sumažina įrenginio energijos suvartojimą ir dirba su dešimtimis milijonų neuronų. Kūrėjai teigia, kad ateityje technologija bus pritaikyta duomenų centruose, kurie sąveikauja su sudėtingomis išmaniosiomis sistemomis ir mašininio mokymosi algoritmais, taip pat analizuoja didelius duomenis.
Kokia ji?
Naujasis lustas sukurtas optoelektroninės grandinės pagrindu. Perduoti duomenys vis dar yra užkoduoti optiniais signalais, tačiau matricos dauginimui naudojamas subalansuotas homodino aptikimas (). Tai technika, leidžianti generuoti elektrinį signalą, pagrįstą dviem optiniais.
Vienas signalizacijos kelias naudojamas šviesos impulsams perduoti su informacija apie įvesties ir išvesties neuronus. Duomenys apie neuronų svorį, atvirkščiai, gaunami atskirais kanalais. Visi jie „nukrypsta“ į homodininių fotodetektorių tinklelio mazgus, kurie apskaičiuoja kiekvieno neurono išvesties vertę (nustato signalo lygį). Tada ši informacija siunčiama į moduliatorių, kuris paverčia elektrinį signalą atgal į optinį. Tada jis siunčiamas į kitą neuroninio tinklo sluoksnį ir procesas kartojamas.
Savo moksliniame darbe MIT inžinieriai tokia diagrama vienam sluoksniui:
Paveikslėlis: / CC BY
Naujoji AI greitintuvo architektūra reikalauja tik vieno įvesties ir vieno išvesties kanalo kiekvienam neuronui. Dėl to fotodetektorių skaičius prilyginamas neuronų skaičiui, o ne jų svorio koeficientams.
Šis metodas leidžia sutaupyti vietos mikroschemoje, padidinti naudingų signalų kelių skaičių ir optimizuoti energijos suvartojimą. Dabar MIT inžinieriai kuria prototipą, kuris praktiškai išbandys naujosios architektūros galimybes.
Kas dar kuria fotoninius lustus?
Panašių technologijų plėtra „Lightelligence“ yra nedidelis startuolis, įsikūręs Bostone. Įmonės darbuotojai teigia, kad jų AI greitintuvas leis išspręsti mašininio mokymosi problemas šimtus kartų greičiau nei klasikiniai įrenginiai. Praėjusiais metais komanda baigė kurti savo įrenginio prototipą ir ruošėsi atlikti bandymus.
Dirba fotoninių lustų ir Cisco srityje. Metų pradžioje bendrovė paskelbė startuolis „Luxtera“, kuriantis fotoninius lustus duomenų centrams. Visų pirma, įmonė gamina techninės įrangos sąsajas, leidžiančias tiesiogiai prijungti šviesolaidį prie serverių. Šis metodas padidina tinklo pajėgumą ir pagreitina duomenų perdavimą. „Luxtera“ įrenginiuose informacijai koduoti naudojami specialūs lazeriai, o jai iššifruoti – germanio fotodetektoriai.
Фото - – Atskleiskite
Su optinėmis technologijomis užsiima ir kitos didelės IT įmonės, tokios kaip „Intel“. Dar 2016 metais jie pradėjo gaminti savo optinius lustus, optimizuojančius duomenų perdavimą tarp duomenų centrų. Pastaruoju metu organizacijos atstovai kad šias technologijas planuoja diegti ne duomenų centruose – savaime važiuojantiems automobiliams skirtuose lidaruose.
Todėl
Kol kas fotoninių technologijų universaliu sprendimu vadinti negalima. Jų įgyvendinimas reikalauja didelių išlaidų duomenų centrų techniniam pertvarkymui. Tačiau tokie pokyčiai, kaip tie, kurie kuriami MIT ir kitose organizacijose, atpigins optinius lustus ir greičiausiai leis juos reklamuoti į masinę duomenų centrų įrangos rinką.
Mes esame Padedame įmonėms plėtoti IT infrastruktūrą ir teikiame privačias bei hibridines debesų paslaugas. Apie tai rašome savo įmonės tinklaraštyje:
Šaltinis: www.habr.com