MIT đã phát triển kiến trúc của bộ xử lý quang tử mới. Nó sẽ tăng hiệu quả của mạng lưới thần kinh quang học lên hàng nghìn lần so với các thiết bị tương tự.
Con chip này sẽ làm giảm lượng điện tiêu thụ của trung tâm dữ liệu. Chúng tôi sẽ cho bạn biết nó hoạt động như thế nào.
Фото - - Bỏ qua
Tại sao chúng ta cần một kiến trúc mới?
Mạng thần kinh quang học nhanh hơn các giải pháp truyền thống sử dụng linh kiện điện tử. Ánh sáng cách ly các đường dẫn tín hiệu và các luồng laser có thể đi qua nhau mà không ảnh hưởng lẫn nhau. Bằng cách này, tất cả các đường dẫn tín hiệu có thể hoạt động đồng thời, cho phép tốc độ truyền dữ liệu cao.
Nhưng có một vấn đề - mạng lưới thần kinh càng lớn thì càng tiêu tốn nhiều năng lượng. Để giải quyết vấn đề này, các chip tăng tốc đặc biệt (bộ tăng tốc AI) đang được phát triển để tối ưu hóa việc truyền dữ liệu. Tuy nhiên, chúng không có quy mô tốt như chúng ta mong muốn.
Vấn đề về hiệu quả sử dụng năng lượng và mở rộng quy mô của chip quang đã được giải quyết tại MIT và kiến trúc máy gia tốc quang tử mới giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị hàng nghìn lần và hoạt động với hàng chục triệu tế bào thần kinh. Các nhà phát triển cho biết trong tương lai công nghệ này sẽ tìm thấy ứng dụng trong các trung tâm dữ liệu tương tác với các hệ thống thông minh phức tạp và thuật toán học máy, đồng thời phân tích dữ liệu lớn.
Tính cách cô ấy là gì?
Con chip mới được chế tạo trên cơ sở mạch quang điện tử. Dữ liệu được truyền vẫn được mã hóa bằng tín hiệu quang, nhưng phát hiện đồng nhất cân bằng được sử dụng để nhân ma trận (). Đây là một kỹ thuật cho phép bạn tạo ra tín hiệu điện dựa trên hai tín hiệu quang.
Một đường truyền tín hiệu duy nhất được sử dụng để truyền các xung ánh sáng với thông tin về các nơ-ron đầu vào và đầu ra. Ngược lại, dữ liệu về trọng lượng của các nơ-ron được truyền qua các kênh riêng biệt. Tất cả chúng đều “phân kỳ” đến các nút của lưới bộ tách sóng quang homodyne, tính toán giá trị đầu ra cho mỗi nơ-ron (xác định mức tín hiệu). Thông tin này sau đó được gửi đến bộ điều biến, bộ điều biến sẽ chuyển đổi tín hiệu điện trở lại tín hiệu quang. Tiếp theo, nó được gửi đến lớp tiếp theo của mạng lưới thần kinh và quá trình này được lặp lại.
Trong công trình khoa học của mình, các kỹ sư từ MIT sơ đồ sau đây cho một lớp:
Hình ảnh: / CC BỞI
Kiến trúc máy gia tốc AI mới chỉ yêu cầu một kênh đầu vào và một kênh đầu ra cho mỗi nơ-ron. Kết quả là, số lượng bộ tách sóng quang tương đương với số lượng tế bào thần kinh, chứ không phải là hệ số trọng số của chúng.
Cách tiếp cận này cho phép bạn tiết kiệm không gian trên chip, tăng số lượng đường dẫn tín hiệu hữu ích và tối ưu hóa mức tiêu thụ điện năng. Hiện các kỹ sư của MIT đang tạo ra một nguyên mẫu để kiểm tra khả năng của kiến trúc mới trong thực tế.
Ai khác đang phát triển chip quang tử?
Sự phát triển của công nghệ tương tự Lightelligence là một công ty khởi nghiệp nhỏ có trụ sở tại Boston. Nhân viên công ty nói rằng máy gia tốc AI của họ sẽ cho phép giải quyết các vấn đề về máy học nhanh hơn hàng trăm lần so với các thiết bị cổ điển. Năm ngoái, nhóm đã hoàn thành việc tạo ra nguyên mẫu thiết bị của họ và chuẩn bị tiến hành thử nghiệm.
Hoạt động trong lĩnh vực chip quang tử và Cisco. Vào đầu năm công ty đã công bố công ty khởi nghiệp Luxtera, chuyên thiết kế chip quang tử cho trung tâm dữ liệu. Đặc biệt, công ty sản xuất các giao diện phần cứng cho phép bạn kết nối cáp quang trực tiếp với máy chủ. Cách tiếp cận này làm tăng dung lượng mạng và tăng tốc độ truyền dữ liệu. Các thiết bị Luxtera sử dụng tia laser đặc biệt để mã hóa thông tin và bộ tách sóng quang germanium để giải mã nó.
Фото - - Bỏ qua
Các công ty CNTT lớn khác như Intel cũng tham gia vào lĩnh vực công nghệ quang học. Trở lại năm 2016, họ bắt đầu sản xuất chip quang của riêng mình để tối ưu hóa việc truyền dữ liệu giữa các trung tâm dữ liệu. Mới đây, đại diện tổ chức rằng họ có kế hoạch triển khai những công nghệ này bên ngoài trung tâm dữ liệu - trong lidar dành cho ô tô tự lái.
Với kết quả là
Cho đến nay, công nghệ quang tử không thể gọi là giải pháp phổ quát. Việc triển khai chúng đòi hỏi chi phí lớn cho việc tái trang bị kỹ thuật cho các trung tâm dữ liệu. Nhưng những phát triển như những gì đang được phát triển tại MIT và các tổ chức khác sẽ làm cho chip quang rẻ hơn và rất có thể sẽ cho phép chúng được quảng bá vào thị trường đại chúng dành cho thiết bị trung tâm dữ liệu.
Chúng tôi đang trong Chúng tôi giúp các công ty phát triển cơ sở hạ tầng CNTT và cung cấp dịch vụ đám mây riêng và đám mây lai. Đây là những gì chúng tôi viết trên blog công ty của mình:
Nguồn: www.habr.com