Prohoster > Blog > quản lý > Chip quang tử mới sẽ giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng trong trung tâm dữ liệu
Chip quang tử mới sẽ giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng trong trung tâm dữ liệu
В MIT разработали архитектуру нового фотонного процессора. Он повысит эффективность работы оптических нейросетей в тысячу раз, по сравнению с аналогичными устройствами.
Чип сократит объемы электричества, потребляемые ЦОД. Рассказываем, как он устроен.
Оптические нейросети работают быстрее традиционных решений, использующих электронные компоненты. Свет không yêu cầu изоляции сигнальных путей, а лазерные потоки способны проходить друг через друга без взаимного влияния. Таким образом, все сигнальные пути могут функционировать одновременно, что обеспечивает высокий темп передачи данных.
Но есть проблема — чем больше размер нейросети, тем больше энергии она потребляет. Для решения этой проблемы разрабатывают специальные чипы-ускорители (AI accelerators), которые оптимизируют передачу данных. Однако они масштабируются не так хорошо, как хотелось бы.
Решением проблемы энергоэффективности и масштабирования оптических чипов занялись в MIT и trình bày новую архитектуру фотонного ускорителя, которая сокращает энергопотребление устройства в тысячу раз и работает с десятками миллионов нейронов. Разработчики говорят, что в перспективе технология найдет применение в дата-центрах, которые взаимодействуют с комплексными интеллектуальными системами и алгоритмами машинного обучения, а также занимаются анализом больших данных.
Что она собой представляет
Новый чип построен на базе оптоэлектронной схемы. Передаваемые данные по-прежнему кодируются оптическими сигналами, но для матричного перемножения используется балансное гомодинное детектирование (trang 30). Это техника, которая позволяет сформировать электрический сигнал на основе двух оптических.
Для передачи световых импульсов с информацией о входных и выходных нейронах используется один сигнальный путь. Данные о весах нейронов, наоборот, поступают по раздельным каналам. Все они «расходятся» по узлам сетки гомодинных фотодетекторов, которые вычисляют выходное значение для каждого нейрона (определяют уровень сигнала). Затем эта информация поступает в модулятор, который преобразует электрический сигнал обратно в оптический. Далее, он отправляется на следующий слой нейронной сети и процесс повторяется.
В своей научной работе инженеры из MIT chỉ huy следующую схему для одного слоя:
Новая архитектура AI-ускорителя требует всего одного входного и одного выходного канала для каждого нейрона. В результате количество фотодетекторов приравнивается к числу нейронов, а не их весовых коэффициентов.
Такой поход позволяет сэкономить место на чипе, увеличить число полезных сигнальных путей и оптимизировать энергопотребление. Сейчас инженеры из MIT создают прототип, который позволит протестировать возможности новой архитектуры на практике.
Кто еще разрабатывает фотонные чипы
Разработками похожей технологии Занимается Lightelligence — небольшой стартап из Бостона. Сотрудники компании говорят, что их AI-ускоритель позволит решать задачи машинного обучения в сотни раз быстрее классических устройств. В прошлом году команда завершала создание прототипа своего устройства и готовилась к проведению тестов.
Работает в сфере фотонных чипов и Cisco. В начале года компания объявила о mua стартапа Luxtera, который проектирует фотонные чипы для центров обработки данных. В частности, компания производит аппаратные интерфейсы, которые позволяют подключать оптоволокно напрямую к серверам. Такой подход повышает пропускную способность сетей и ускоряет передачу данных. Устройства Luxtera используют специальные лазеры для кодирования информации и германиевые фотодетекторы для её дешифровки.
Занимаются оптическими технологиями и другие крупные ИТ-компании, например Intel. Еще в 2016 году они начали производить собственные оптические чипы, оптимизирующие передачу данных между дата-центрами. Недавно представители организации kể lại, что планируют внедрять эти технологии за пределами центров обработки данных — в лидарах для беспилотных автомобилей.
Với kết quả là
Пока что фотонные технологии нельзя назвать универсальным решением. Их внедрение требует больших затрат на техническое переоснащение дата-центров. Но разработки, подобные тем, что развивают в MIT и других организациях, сделают оптические чипы дешевле и скорее всего позволят «продвинуть» их на массовом рынке оборудования для ЦОД.
Chúng tôi đang trong ITGLOBAL.COM помогаем компаниям развивать IT-инфраструктуру и предоставляем услуги частного и гибридного облака. Вот о чем мы пишем в корпоративном блоге: