डेटा सेंटर में ऊर्जा की खपत कम करें - एक नया फोटॉन चिप मदद करेगा

MIT ने नए फोटॉन प्रोसेसर की वास्तुकला विकसित की है। यह समान उपकरणों के साथ तुलना में ऑप्टिकल तंत्रिका नेटवर्क की दक्षता को एक हजार गुना तक बढ़ा देगा।

चिप डेटा सेंटर द्वारा खपत की गई बिजली की मात्रा को कम कर देगा। हम बताते हैं कि यह कैसे व्यवस्थित है।


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हमें एक नई वास्तुकला की आवश्यकता क्यों है

इलेक्ट्रॉनिक घटकों का उपयोग करते हुए ऑप्टिकल तंत्रिका नेटवर्क पारंपरिक समाधानों की तुलना में तेज़ हैं। प्रकाश को सिग्नल पथ के अलगाव की आवश्यकता नहीं होती है, और लेजर धाराएं परस्पर प्रभाव के बिना एक-दूसरे से गुजरने में सक्षम होती हैं। इस प्रकार, सभी सिग्नलिंग पथ एक साथ कार्य कर सकते हैं, जो उच्च डेटा दर सुनिश्चित करता है।

लेकिन एक समस्या है - तंत्रिका नेटवर्क का आकार जितना बड़ा होता है, उतनी ही अधिक ऊर्जा खपत होती है। इस समस्या को हल करने के लिए, विशेष त्वरक चिप्स (एआई एक्सेलेरेटर) विकसित किए जा रहे हैं जो डेटा ट्रांसफर को अनुकूलित करते हैं। हालाँकि, वे उस पैमाने पर नहीं होते जैसा हम चाहते हैं।

ऑप्टिकल चिप्स की ऊर्जा दक्षता और स्केलिंग की समस्या का समाधान एमआईटी में लिया गया और फोटॉन एक्सीलरेटर की एक नई वास्तुकला पेश की गई, जो डिवाइस की बिजली की खपत को हजार गुना कम कर देता है और लाखों न्यूरॉन्स के साथ काम करता है। डेवलपर्स का कहना है कि भविष्य में प्रौद्योगिकी डेटा केंद्रों में आवेदन करेगी जो जटिल बुद्धिमान प्रणालियों और मशीन लर्निंग एल्गोरिदम के साथ बातचीत करती है, साथ ही साथ अन्य डेटा का विश्लेषण भी करती है।

वह क्या है?

नई चिप एक ऑप्टोइलेक्ट्रोनिक सर्किट पर आधारित है। प्रेषित डेटा अभी भी ऑप्टिकल संकेतों के साथ एन्कोडेड है, लेकिन मैट्रिक्स गुणन ( पृष्ठ 30 ) के लिए संतुलित होमोडाइन डिटेक्शन का उपयोग किया जाता है। यह एक तकनीक है जो आपको दो ऑप्टिकल के आधार पर विद्युत सिग्नल बनाने की अनुमति देती है।

इनपुट और आउटपुट न्यूरॉन्स के बारे में जानकारी के साथ हल्के दालों को प्रसारित करने के लिए, एक सिग्नल पथ का उपयोग किया जाता है। न्यूरॉन्स के वजन पर डेटा, इसके विपरीत, अलग-अलग चैनलों के माध्यम से आते हैं। उनमें से सभी होमोडाइन फोटोडेटेक्टर्स के ग्रिड नोड्स के साथ "विचलन" करते हैं, जो प्रत्येक न्यूरॉन के लिए आउटपुट मूल्य (सिग्नल स्तर का निर्धारण) की गणना करते हैं। यह जानकारी फिर एक न्यूनाधिक के पास जाती है, जो विद्युत सिग्नल को ऑप्टिकल में परिवर्तित करती है। अगला, यह तंत्रिका नेटवर्क की अगली परत पर जाता है और प्रक्रिया दोहराती है।

अपने वैज्ञानिक कार्य में, MIT के इंजीनियर एक परत के लिए निम्नलिखित योजना देते हैं :

छवि: फोटो-स्केल गुणन / सीसी बाय के आधार पर बड़े पैमाने पर ऑप्टिकल तंत्रिका नेटवर्क

एआई त्वरक की नई वास्तुकला में प्रत्येक न्यूरॉन के लिए केवल एक इनपुट और एक आउटपुट चैनल की आवश्यकता होती है। नतीजतन, फोटोडेटेक्टर्स की संख्या न्यूरॉन्स की संख्या के बराबर है, न कि उनके वजन।

इस तरह की यात्रा आपको चिप पर जगह बचाने, उपयोगी सिग्नलिंग पथों की संख्या बढ़ाने और बिजली की खपत को अनुकूलित करने की अनुमति देती है। अब एमआईटी के इंजीनियर एक प्रोटोटाइप बना रहे हैं जो व्यवहार में नई वास्तुकला की क्षमताओं का परीक्षण करेगा।

और कौन फोटोनिक चिप्स विकसित कर रहा है

इसी तरह की तकनीक लाइटब्लियन्स द्वारा विकसित की जा रही है, जो बोस्टन का एक छोटा स्टार्टअप है। कंपनी के कर्मचारियों का कहना है कि उनके एआई एक्सेलेरेटर शास्त्रीय उपकरणों की तुलना में मशीन सीखने के कार्यों को सैकड़ों गुना तेजी से हल करने की अनुमति देगा। पिछले साल, टीम ने अपने डिवाइस के प्रोटोटाइप को पूरा किया और परीक्षण करने की तैयारी कर रही थी।

फोटोनिक चिप्स और सिस्को के क्षेत्र में काम करता है। इस साल की शुरुआत में, कंपनी ने लक्सटेरा नामक एक स्टार्टअप की खरीद की घोषणा की, जो डेटा केंद्रों के लिए फोटोनिक चिप्स डिजाइन करता है। विशेष रूप से, कंपनी हार्डवेयर इंटरफेस का उत्पादन करती है जो आपको फाइबर को सीधे सर्वर से कनेक्ट करने की अनुमति देती है। यह दृष्टिकोण नेटवर्क बैंडविड्थ को बढ़ाता है और डेटा ट्रांसफर को गति देता है। Luxtera डिवाइस इसकी डिक्रिप्शन के लिए सूचना और जर्मेनियम फोटो डिटेक्टरों को एन्कोडिंग के लिए विशेष लेज़रों का उपयोग करते हैं।


तस्वीरें - थॉमस जेन्सेन - अनप्लैश

अन्य प्रमुख आईटी कंपनियां, जैसे इंटेल, भी ऑप्टिकल प्रौद्योगिकियों में शामिल हैं। 2016 में वापस, उन्होंने अपने स्वयं के ऑप्टिकल चिप्स का उत्पादन शुरू किया जो डेटा केंद्रों के बीच डेटा ट्रांसफर को अनुकूलित करते हैं। हाल ही में, संगठन के प्रतिनिधियों ने कहा कि वे मानव रहित वाहनों के लिए लिडार में डेटा केंद्रों के बाहर इन तकनीकों को लागू करने की योजना बना रहे हैं।

परिणाम क्या है?

अब तक, फोटोनिक तकनीक को एक सार्वभौमिक समाधान नहीं कहा जा सकता है। उनके कार्यान्वयन के लिए डेटा केंद्रों के तकनीकी उपकरणों के लिए उच्च लागतों की आवश्यकता होती है। लेकिन एमआईटी और अन्य संगठनों में विकसित होने वाले विकास ऑप्टिकल चिप्स को सस्ता कर देंगे और सबसे अधिक संभावना उन्हें डेटा सेंटर उपकरण के लिए बड़े पैमाने पर बाजार में "पदोन्नत" करने की अनुमति देंगे।

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