MIT a dezvoltat arhitectura unui nou procesor fotonic. Va crește eficiența rețelelor neuronale optice de o mie de ori în comparație cu dispozitivele similare.
Cipul va reduce cantitatea de energie electrică consumată de centrul de date. Vă vom spune cum funcționează.
Фото - — Unsplash
De ce avem nevoie de o nouă arhitectură?
Rețelele neuronale optice sunt mai rapide decât soluțiile tradiționale care folosesc componente electronice. Ușoară izolarea căilor de semnal și fluxurile laser sunt capabile să treacă unul prin celălalt fără influență reciprocă. Astfel, toate căile de semnalizare pot funcționa simultan, ceea ce asigură o rată mare de transfer de date.
Dar există o problemă - cu cât rețeaua neuronală este mai mare, cu atât consumă mai multă energie. Pentru a rezolva această problemă, sunt dezvoltate cipuri speciale de accelerare (acceleratoare AI) care optimizează transferul de date. Cu toate acestea, ele nu se extind atât de bine pe cât ne-am dori.
Problema eficienței energetice și scalarea cipurilor optice a fost rezolvată la MIT și o nouă arhitectură a acceleratorului fotonic care reduce consumul de energie al dispozitivului de o mie de ori și funcționează cu zeci de milioane de neuroni. Dezvoltatorii spun că în viitor tehnologia va găsi aplicație în centrele de date care interacționează cu sisteme inteligente complexe și algoritmi de învățare automată și, de asemenea, analizează big data.
Cum este ea?
Noul cip este construit pe baza unui circuit optoelectronic. Datele transmise sunt încă codificate cu semnale optice, dar detecția homodină echilibrată este utilizată pentru multiplicarea matricei (). Aceasta este o tehnică care vă permite să generați un semnal electric bazat pe două optice.
O singură cale de semnalizare este utilizată pentru a transmite impulsuri luminoase cu informații despre neuronii de intrare și de ieșire. Datele despre greutățile neuronilor, dimpotrivă, vin prin canale separate. Toate acestea „diverg” către nodurile unei rețele de fotodetectori homodini, care calculează valoarea de ieșire pentru fiecare neuron (determină nivelul semnalului). Aceste informații sunt apoi trimise la un modulator, care convertește semnalul electric înapoi în optic. Apoi, este trimis la următorul strat al rețelei neuronale și procesul se repetă.
În activitatea lor științifică, inginerii de la MIT următoarea diagramă pentru un strat:
Imagine: / CC BY
Noua arhitectură a acceleratorului AI necesită doar un canal de intrare și un canal de ieșire pentru fiecare neuron. Ca rezultat, numărul de fotodetectoare este echivalat cu numărul de neuroni, mai degrabă decât cu coeficienții lor de ponderare.
Această abordare vă permite să economisiți spațiu pe cip, să creșteți numărul de căi de semnal utile și să optimizați consumul de energie. Acum inginerii de la MIT creează un prototip care va testa capabilitățile noii arhitecturi în practică.
Cine altcineva dezvoltă cipuri fotonice?
Dezvoltarea unei tehnologii similare Lightelligence este un mic startup cu sediul în Boston. Angajații companiei spun că acceleratorul lor AI va permite rezolvarea problemelor de învățare automată de sute de ori mai rapid decât dispozitivele clasice. Anul trecut, echipa a finalizat crearea unui prototip al dispozitivului lor și se pregătea să efectueze teste.
Lucrează în domeniul cipurilor fotonice și Cisco. La începutul anului compania a anunțat startup-ul Luxtera, care proiectează cipuri fotonice pentru centre de date. În special, compania produce interfețe hardware care vă permit să conectați fibra optică direct la servere. Această abordare crește capacitatea rețelei și accelerează transferul de date. Dispozitivele Luxtera folosesc lasere speciale pentru a codifica informațiile și fotodetectoare cu germaniu pentru a le decripta.
Фото - — Unsplash
Alte mari companii IT, precum Intel, sunt, de asemenea, implicate în tehnologii optice. În 2016, au început să producă propriile cipuri optice care optimizează transferul de date între centrele de date. Recent, reprezentanți ai organizației că intenționează să implementeze aceste tehnologii în afara centrelor de date - în lidare pentru mașini cu conducere autonomă.
Cu rezultat faptul că
Până acum, tehnologiile fotonice nu pot fi numite o soluție universală. Implementarea lor necesită cheltuieli mari pentru reechiparea tehnică a centrelor de date. Dar dezvoltări precum cele dezvoltate la MIT și la alte organizații vor face cipurile optice mai ieftine și probabil le vor permite promovarea pe piața de masă pentru echipamentele centrelor de date.
Noi suntem in Ajutăm companiile să dezvolte infrastructura IT și să furnizăm servicii cloud private și hibride. Despre asta scriem pe blogul nostru corporativ:
Sursa: www.habr.com