🥇新型光子晶片將有助於降低資料中心的能耗

麻省理工學院開發了一種新型光子處理器的架構。與類似設備相比，它將把光學神經網路的效率提高一千倍。

該晶片將減少資料中心的耗電量。我們會告訴您它是如何運作的。

Фото— 伊爾德豐索·波羅 — 不飛濺

為什麼我們需要新的架構？

光學神經網路比使用電子元件的傳統解決方案更快。光不需要訊號路徑隔離，雷射流能夠互相通過，互不影響。透過這種方式，所有訊號路徑可以同時運行，從而實現高資料傳輸速率。

但有一個問題——神經網路越大，消耗的能量就越多。為了解決這個問題，正在開發特殊的加速器晶片（人工智慧加速器）來優化資料傳輸。然而，它們的擴展效果並不如我們所希望的那樣。

麻省理工學院解決了光學晶片的能源效率和縮放問題已提交一種新的光子加速器架構，可以將設備的功耗降低一千倍，並與數千萬個神經元一起工作。開發人員表示，未來該技術將應用於與複雜智慧系統和機器學習演算法互動的資料中心，並分析大數據。

新晶片建立在光電電路的基礎上。傳輸的資料仍採用光訊號編碼，但採用平衡零差檢測進行矩陣乘法（第30頁）。這項技術可讓您根據兩個光訊號產生電訊號。

單一訊號通路用於傳輸具有輸入和輸出神經元訊息的光脈衝。相反，神經元權重的數據來自不同的管道。它們全部「發散」到零差光電探測器網格的節點，這些節點計算每個神經元的輸出值（確定訊號電平）。然後，該訊息被傳送到調製器，調製器將電訊號轉換迴光訊號。接下來，它被發送到神經網路的下一層並重複該過程。

在他們的科學工作中，麻省理工學院的工程師帶領下圖為一層：

新的人工智慧加速器架構只需要每個神經元一個輸入和一個輸出通道。因此，光電探測器的數量等於神經元的數量，而不是它們的加權係數。

這種方法可以幫助您節省晶片空間、增加有用訊號路徑的數量並優化功耗。現在，麻省理工學院的工程師正在創建一個原型，以在實踐中測試新架構的功能。

類似技術的發展交易 Lightelligence 是一家位於波士頓的小型新創公司。公司員工表示，他們的人工智慧加速器解決機器學習問題的速度比傳統設備快數百倍。去年，該團隊完成了設備原型的創建並準備進行測試。

從事光子晶片和思科領域的工作。公司年初宣布求購新創公司 Luxtera，為資料中心設計光子晶片。特別是，該公司生產的硬體介面可讓您將光纖直接連接到伺服器。這種方法增加了網路容量並加快了資料傳輸速度。 Luxtera 裝置使用特殊雷射對資訊進行編碼，並使用鍺光電偵測器對其進行解密。

Фото— 托馬斯·詹森 — 不飛濺

其他大型 IT 公司，例如英特爾，也涉足光學技術。早在 2016 年，他們就開始生產自己的光學晶片，以優化資料中心之間的資料傳輸。近日，該組織代表告訴他們計劃在資料中心之外實施這些技術——在自動駕駛汽車的雷射雷達中。

到目前為止，光子技術還不能稱為通用解決方案。它們的實施需要大量費用用於資料中心的技術重新裝備。但麻省理工學院和其他組織正在開發的技術將使光學晶片變得更便宜，並且很可能使它們進入資料中心設備的大眾市場。

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