MIT je razvil arhitekturo novega fotoničnega procesorja. Tisočkrat bo povečal učinkovitost optičnih nevronskih mrež v primerjavi s podobnimi napravami.
Čip bo zmanjšal količino električne energije, ki jo porabi podatkovni center. Povedali vam bomo, kako deluje.
Foto - — unsplash
Zakaj potrebujemo novo arhitekturo?
Optične nevronske mreže so hitrejše od tradicionalnih rešitev, ki uporabljajo elektronske komponente. Svetloba izolacijo signalnih poti in laserski tokovi lahko prehajajo drug skozi drugega brez medsebojnega vpliva. Tako lahko vse signalne poti delujejo hkrati, kar zagotavlja visoko hitrost prenosa podatkov.
Vendar obstaja težava – večja kot je nevronska mreža, več energije porabi. Za rešitev tega problema se razvijajo posebni pospeševalni čipi (AI pospeševalci), ki optimizirajo prenos podatkov. Vendar se ne merijo tako dobro, kot bi si želeli.
Problem energetske učinkovitosti in skaliranja optičnih čipov so rešili na MIT in nova arhitektura fotoničnega pospeševalnika, ki tisočkrat zmanjša porabo energije naprave in deluje z več deset milijoni nevronov. Razvijalci pravijo, da bo tehnologija v prihodnosti našla uporabo v podatkovnih centrih, ki komunicirajo s kompleksnimi inteligentnimi sistemi in algoritmi strojnega učenja ter analizirajo velike podatke.
Kakšna je?
Novi čip je zgrajen na osnovi optoelektronskega vezja. Preneseni podatki so še vedno kodirani z optičnimi signali, vendar se za matrično množenje uporablja uravnoteženo homodinsko zaznavanje (). To je tehnika, ki vam omogoča generiranje električnega signala na podlagi dveh optičnih.
Za prenos svetlobnih impulzov z informacijami o vhodnih in izhodnih nevronih se uporablja ena sama signalna pot. Nasprotno pa podatki o uteži nevronov prihajajo po ločenih kanalih. Vsi se "razhajajo" na mrežna vozlišča homodinskih fotodetektorjev, ki izračunajo izhodno vrednost za vsak nevron (določijo nivo signala). Te informacije se nato pošljejo modulatorju, ki pretvori električni signal nazaj v optičnega. Nato se pošlje na naslednjo plast nevronske mreže in postopek se ponovi.
Pri svojem znanstvenem delu so inženirji z MIT naslednji diagram za eno plast:
Slika: / CC BY
Nova arhitektura pospeševalnika AI zahteva samo en vhodni in en izhodni kanal za vsak nevron. Posledično je število fotodetektorjev enačeno s številom nevronov in ne z njihovimi utežnimi koeficienti.
Ta pristop vam omogoča, da prihranite prostor na čipu, povečate število uporabnih signalnih poti in optimizirate porabo energije. Zdaj inženirji z MIT ustvarjajo prototip, ki bo preizkusil zmogljivosti nove arhitekture v praksi.
Kdo še razvija fotonske čipe?
Razvoj podobne tehnologije Lightelligence je majhno zagonsko podjetje s sedežem v Bostonu. Zaposleni v podjetju pravijo, da bo njihov AI pospeševalnik omogočal reševanje problemov strojnega učenja stokrat hitreje kot klasične naprave. Lani je ekipa dokončala izdelavo prototipa svoje naprave in se pripravljala na izvedbo testov.
Deluje na področju fotonskih čipov in Cisca. V začetku leta je družba objavila startup Luxtera, ki oblikuje fotonske čipe za podatkovne centre. Zlasti podjetje proizvaja vmesnike strojne opreme, ki vam omogočajo neposredno povezavo optičnih vlaken s strežniki. Ta pristop poveča zmogljivost omrežja in pospeši prenos podatkov. Naprave Luxtera uporabljajo posebne laserje za kodiranje informacij in germanijeve fotodetektorje za njihovo dešifriranje.
Foto - — unsplash
Z optičnimi tehnologijami se ukvarjajo tudi druga velika IT podjetja, kot je Intel. Že leta 2016 so začeli proizvajati lastne optične čipe, ki optimizirajo prenos podatkov med podatkovnimi centri. Pred kratkim so predstavniki organizacije da nameravajo te tehnologije implementirati izven podatkovnih centrov – v lidarje za samovozeče avtomobile.
Kar pomeni, da
Zaenkrat fotonskih tehnologij ni mogoče imenovati univerzalna rešitev. Njihova izvedba zahteva velike stroške za tehnično prenovo podatkovnih centrov. Toda razvoj, kakršen se razvija na MIT in drugih organizacijah, bo pocenil optične čipe in jim bo najverjetneje omogočil promocijo na množičnem trgu opreme za podatkovne centre.
Smo notri Podjetjem pomagamo razviti IT infrastrukturo in zagotoviti zasebne in hibridne storitve v oblaku. O tem pišemo na našem korporativnem blogu:
Vir: www.habr.com