طور معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بنية معالج الفوتون الجديد. سيزيد من كفاءة الشبكات العصبية البصرية بألف مرة ، مقارنة بالأجهزة المماثلة.
ستقل الرقاقة من كمية الكهرباء التي يستهلكها مركز البيانات. نقول كيف يتم ترتيب ذلك.
صور - إلديفونسو بولو - Unsplashلماذا نحتاج إلى بنية جديدة
الشبكات العصبية الضوئية أسرع من الحلول التقليدية باستخدام المكونات الإلكترونية.
لا يحتاج الضوء
إلى عزل مسارات الإشارات ، وتكون مجاري الليزر قادرة على المرور عبر بعضها البعض دون تأثير متبادل. وبالتالي ، يمكن لجميع مسارات الإشارة أن تعمل في وقت واحد ، مما يضمن معدل بيانات مرتفع.
ولكن هناك مشكلة - كلما زاد حجم الشبكة العصبية ، زادت الطاقة التي تستهلكها. لحل هذه المشكلة ، يتم تطوير رقائق تسريع خاصة (مسرعات AI) لتحسين نقل البيانات. ومع ذلك ، فإنها لا تتوسع كذلك كما نود.
في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، قرروا حل مشكلة كفاءة الطاقة وتوسيع نطاق رقائق الضوئية
وأدخلوا بنية جديدة من مسرع الفوتون ، مما يقلل من استهلاك الطاقة للجهاز بألف مرة ويعمل مع عشرات الملايين من الخلايا العصبية. يقول المطورون إنه في المستقبل ، ستجد التكنولوجيا تطبيقًا في مراكز البيانات التي تتفاعل مع الأنظمة الذكية المعقدة وخوارزميات التعلم الآلي ، بالإضافة إلى تحليل البيانات الضخمة.
ما هي
تعتمد الشريحة الجديدة على دائرة إلكترونية ضوئية. لا تزال البيانات المرسلة مشفرة بإشارات ضوئية ، ولكن يتم استخدام الكشف المتجانس المتماثل في ضرب المصفوفة (
الصفحة 30 ). هذه هي التقنية التي تتيح لك تشكيل إشارة كهربائية على أساس اثنين البصرية.
لنقل نبضات الضوء مع معلومات حول الخلايا العصبية المدخلات والمخرجات ، يتم استخدام مسار إشارة واحدة. البيانات على أوزان الخلايا العصبية ، على العكس ، تأتي من خلال قنوات منفصلة. كلهم "يتباعدون" على طول العقد الشبكية للكاشفات الضوئية المتجانسة ، والتي تحسب قيمة الخرج لكل خلية عصبية (حدد مستوى الإشارة). ثم تنتقل هذه المعلومات إلى المشكّل الذي يحول الإشارة الكهربائية إلى بصري. بعد ذلك ، ينتقل إلى الطبقة التالية من الشبكة العصبية وتتكرر العملية.
في عملهم العلمي ، يقدم مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا المخطط التالي لطبقة واحدة:
الصورة: الشبكات العصبية الضوئية واسعة النطاق بناءً على الضرب الكهروضوئي / CC BYتتطلب البنية الجديدة لمسرع الذكاء الاصطناعي إدخال قناة واحدة وإخراج واحد لكل خلية عصبية. ونتيجة لذلك ، فإن عدد أجهزة الكشف الضوئي يساوي عدد الخلايا العصبية وليس أوزانها.
تتيح لك هذه الرحلة توفير مساحة على الرقاقة ، وزيادة عدد مسارات الإشارة المفيدة وتحسين استهلاك الطاقة. يقوم مهندسون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الآن بإنشاء نموذج أولي سيختبر قدرات الهيكل الجديد في الممارسة العملية.
من يقوم بتطوير الرقائق الضوئية
يتم تطوير تقنية مماثلة بواسطة Lightelligence ، وهي شركة صغيرة ناشئة من بوسطن. يقول موظفو الشركة أن مسرّع الذكاء الاصطناعي الخاص بهم سيسمح بحل مهام التعلم الآلي أسرع بمئات المرات من الأجهزة التقليدية. في العام الماضي ، أكمل الفريق النموذج الأولي لجهازهم وكان يستعد لإجراء الاختبارات.
يعمل في مجال الرقائق الضوئية وسيسكو. في وقت سابق من هذا العام ، أعلنت الشركة عن
شراء شركة ناشئة تدعى Luxtera ، تصمم رقائق ضوئية لمراكز البيانات. على وجه الخصوص ، تنتج الشركة واجهات الأجهزة التي تسمح لك بتوصيل الألياف مباشرة بالخوادم. هذا النهج يزيد من عرض النطاق الترددي للشبكة ويسرع نقل البيانات. تستخدم أجهزة Luxtera أشعة الليزر الخاصة لترميز المعلومات وكاشفات صور الجرمانيوم لفك تشفيرها.
صور - توماس جينسن - Unsplashكما تشارك شركات تكنولوجيا المعلومات الكبرى الأخرى ، مثل Intel ، في التقنيات البصرية. في عام 2016 ، بدأوا في إنتاج رقائق ضوئية خاصة بهم تعمل على تحسين نقل البيانات بين مراكز البيانات. في الآونة الأخيرة ، قال ممثلو المنظمة أنهم يخططون لتنفيذ هذه التقنيات خارج مراكز البيانات - في ليدارات المركبات غير المأهولة.
ما هي النتيجة
حتى الآن ، لا يمكن أن تسمى التكنولوجيا الضوئية حلا عالميا. يتطلب تنفيذها تكاليف عالية لإعادة المعدات التقنية لمراكز البيانات. لكن التطورات مثل تلك التي يجري تطويرها في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وغيرها من المنظمات ستجعل الرقائق الضوئية أرخص وستسمح على الأرجح بتشجيعها في السوق الشامل لمعدات مراكز البيانات.
نحن في
ITGLOBAL.COM نساعد الشركات على تطوير البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات الخاصة بها وتقديم خدمات سحابية خاصة ومختلطة. إليك ما نكتب عنه في مدونة الشركة: