MIT telah mengembangkan arsitektur prosesor foton baru. Ini akan meningkatkan efisiensi jaringan saraf optik sebanyak seribu kali, dibandingkan dengan perangkat serupa.
Chip tersebut akan mengurangi jumlah listrik yang dikonsumsi oleh pusat data. Kami memberi tahu bagaimana itu diatur.
Foto - Ildefonso Polo - UnsplashMengapa kita membutuhkan arsitektur baru
Jaringan saraf optik lebih cepat daripada solusi tradisional menggunakan komponen elektronik. Cahaya
tidak memerlukan isolasi jalur sinyal, dan aliran laser dapat melewati satu sama lain tanpa saling mempengaruhi. Dengan demikian, semua jalur pensinyalan dapat berfungsi secara bersamaan, yang memastikan kecepatan data yang tinggi.
Tetapi ada masalah - semakin besar ukuran jaringan saraf, semakin banyak energi yang dikonsumsi. Untuk mengatasi masalah ini, chip akselerator khusus (akselerator AI) sedang dikembangkan yang mengoptimalkan transfer data. Namun, mereka tidak skala sebaik yang kita inginkan.
Solusi untuk masalah efisiensi energi dan penskalaan chip optik diambil di MIT dan
memperkenalkan arsitektur baru akselerator foton, yang mengurangi konsumsi daya perangkat sebanyak seribu kali dan bekerja dengan puluhan juta neuron. Para pengembang mengatakan bahwa di masa depan teknologi akan menemukan aplikasi di pusat data yang berinteraksi dengan sistem cerdas yang kompleks dan algoritma pembelajaran mesin, serta menganalisis data besar.
Siapa dia?
Chip baru ini didasarkan pada rangkaian optoelektronik. Data yang dikirim masih dikodekan dengan sinyal optik, tetapi deteksi homodyne seimbang digunakan untuk perkalian matriks (
hal. 30 ). Ini adalah teknik yang memungkinkan Anda untuk membentuk sinyal listrik berdasarkan dua optik.
Untuk mengirimkan pulsa cahaya dengan informasi tentang neuron input dan output, satu jalur sinyal digunakan. Data tentang bobot neuron, sebaliknya, datang melalui saluran yang terpisah. Semuanya "menyimpang" di sepanjang node grid dari photodetektor homodyne, yang menghitung nilai output untuk setiap neuron (menentukan level sinyal). Informasi ini kemudian beralih ke modulator, yang mengubah sinyal listrik kembali ke optik. Selanjutnya, ia pergi ke lapisan berikutnya dari jaringan saraf dan proses berulang.
Dalam karya ilmiah mereka, insinyur dari MIT
memberikan skema berikut untuk satu lapisan:
Gambar: Jaringan Saraf Optik Skala Besar Berdasarkan Penggandaan Fotoelektrik / CC BYArsitektur baru akselerator AI hanya membutuhkan satu input dan satu saluran output untuk setiap neuron. Akibatnya, jumlah fotodetektor sama dengan jumlah neuron, dan bukan bobotnya.
Perjalanan semacam itu memungkinkan Anda menghemat ruang pada chip, menambah jumlah jalur pensinyalan yang berguna dan mengoptimalkan konsumsi daya. Sekarang insinyur dari MIT sedang membuat prototipe yang akan menguji kemampuan arsitektur baru dalam praktek.
Siapa lagi yang mengembangkan chip fotonik
Teknologi serupa
sedang dikembangkan oleh Lightelligence, sebuah startup kecil dari Boston. Karyawan perusahaan mengatakan bahwa akselerator AI mereka akan memungkinkan menyelesaikan tugas pembelajaran mesin ratusan kali lebih cepat daripada perangkat klasik. Tahun lalu, tim menyelesaikan prototipe perangkat mereka dan bersiap untuk melakukan tes.
Bekerja di bidang chip fotonik dan Cisco. Awal tahun ini, perusahaan mengumumkan
pembelian sebuah startup bernama Luxtera, yang merancang chip fotonik untuk pusat data. Secara khusus, perusahaan memproduksi antarmuka perangkat keras yang memungkinkan Anda untuk menghubungkan serat secara langsung ke server. Pendekatan ini meningkatkan bandwidth jaringan dan mempercepat transfer data. Perangkat Luxtera menggunakan laser khusus untuk penyandian informasi dan detektor foto germanium untuk dekripsi.
Foto - Thomas Jensen - UnsplashPerusahaan IT besar lainnya, seperti Intel, juga terlibat dalam teknologi optik. Kembali pada tahun 2016, mereka mulai memproduksi chip optik mereka sendiri yang mengoptimalkan transfer data antara pusat data. Baru-baru ini, perwakilan dari organisasi
mengatakan bahwa mereka berencana untuk menerapkan teknologi ini di luar pusat data - di tutup untuk kendaraan tanpa awak.
Apa hasilnya
Sejauh ini, teknologi fotonik tidak dapat disebut solusi universal. Implementasinya membutuhkan biaya tinggi untuk peralatan teknis dari pusat data. Tetapi perkembangan seperti yang sedang dikembangkan di MIT dan organisasi lain akan membuat chip optik lebih murah dan kemungkinan besar akan memungkinkan mereka untuk "dipromosikan" di pasar massal untuk peralatan pusat data.
Kami di
ITGLOBAL.COM membantu perusahaan mengembangkan infrastruktur TI mereka dan menyediakan layanan cloud pribadi dan hybrid. Inilah yang kami tulis di blog perusahaan kami: