MIT har utviklet arkitekturen til en ny fotonisk prosessor. Det vil øke effektiviteten til optiske nevrale nettverk tusen ganger sammenlignet med lignende enheter.
Brikken vil redusere mengden strøm som forbrukes av datasenteret. Vi forteller deg hvordan det fungerer.
Bilder - — unsplash
Hvorfor trenger vi en ny arkitektur?
Optiske nevrale nettverk er raskere enn tradisjonelle løsninger som bruker elektroniske komponenter. Lys isolasjon av signalveier, og laserstrømmer er i stand til å passere gjennom hverandre uten gjensidig påvirkning. På denne måten kan alle signalveier fungere samtidig, noe som gir høye dataoverføringshastigheter.
Men det er et problem - jo større nevrale nettverk, jo mer energi bruker det. For å løse dette problemet utvikles spesielle akseleratorbrikker (AI-akseleratorer) som optimerer dataoverføring. De skalerer imidlertid ikke så godt som vi ønsker.
Problemet med energieffektivitet og skalering av optiske brikker ble løst ved MIT og en ny fotonisk akseleratorarkitektur som reduserer enhetens strømforbruk tusen ganger og fungerer med titalls millioner nevroner. Utviklerne sier at teknologien i fremtiden vil finne applikasjoner i datasentre som samhandler med komplekse intelligente systemer og maskinlæringsalgoritmer, og også analyserer big data.
Hvordan er hun?
Den nye brikken er bygget på grunnlag av en optoelektronisk krets. De overførte dataene er fortsatt kodet med optiske signaler, men balansert homodyndeteksjon brukes for matrisemultiplikasjon (). Dette er en teknikk som lar deg generere et elektrisk signal basert på to optiske.
En enkelt signalvei brukes til å overføre lyspulser med informasjon om inngangs- og utgangsnevroner. Data om vekten av nevroner, tvert imot, kommer gjennom separate kanaler. Alle "divergerer" til noder i et rutenett av homodyne fotodetektorer, som beregner utgangsverdien for hver nevron (bestem signalnivået). Denne informasjonen sendes deretter til en modulator, som konverterer det elektriske signalet tilbake til optisk. Deretter sendes den til neste lag i det nevrale nettverket, og prosessen gjentas.
I sitt vitenskapelige arbeid, ingeniører fra MIT følgende diagram for ett lag:
Bilde: / CC BY
Den nye AI-akseleratorarkitekturen krever bare én inngangs- og én utgangskanal for hvert nevron. Som et resultat blir antall fotodetektorer likestilt med antall nevroner, snarere enn deres vektingskoeffisienter.
Denne tilnærmingen lar deg spare plass på brikken, øke antall nyttige signalveier og optimalisere strømforbruket. Nå lager ingeniører fra MIT en prototype som skal teste egenskapene til den nye arkitekturen i praksis.
Hvem andre utvikler fotoniske brikker?
Utvikling av lignende teknologi Lightelligence er en liten oppstart med base i Boston. Bedriftsansatte sier at deres AI-akselerator vil tillate å løse maskinlæringsproblemer hundrevis av ganger raskere enn klassiske enheter. I fjor fullførte teamet opprettelsen av en prototype av enheten deres og forberedte seg på å gjennomføre tester.
Jobber innen fotoniske brikker og Cisco. I begynnelsen av året annonserte selskapet oppstart Luxtera, som designer fotoniske brikker for datasentre. Spesielt produserer selskapet maskinvaregrensesnitt som lar deg koble fiberoptikk direkte til servere. Denne tilnærmingen øker nettverkskapasiteten og øker hastigheten på dataoverføringen. Luxtera-enheter bruker spesielle lasere for å kode informasjon og germanium-fotodetektorer for å dekryptere den.
Bilder - — unsplash
Andre store IT-selskaper, som Intel, er også involvert i optiske teknologier. Tilbake i 2016 begynte de å produsere sine egne optiske brikker som optimerer dataoverføring mellom datasentre. Nylig representanter for organisasjonen at de planlegger å implementere disse teknologiene utenfor datasentre – i lidarer for selvkjørende biler.
Med det resultat at
Så langt kan ikke fotoniske teknologier kalles en universell løsning. Implementeringen av dem krever store utgifter til teknisk re-utstyr av datasentre. Men utviklinger som de som utvikles ved MIT og andre organisasjoner vil gjøre optiske brikker billigere og vil mest sannsynlig tillate dem å bli markedsført i massemarkedet for datasenterutstyr.
Vi er i Vi hjelper bedrifter med å utvikle IT-infrastruktur og tilby private og hybride skytjenester. Dette er hva vi skriver om på bedriftsbloggen vår:
Kilde: www.habr.com