Учение — свет: в MIT создали фотонный процессор для ИИ с высокой  скоростью и низким потреблением

Группа из учёных Массачусетского технологического института и их зарубежных коллег создала, как они утверждают, первый полностью фотонный процессор для приложений искусственного интеллекта. Фотонный процессор работает не хуже аналогов на кремниевых транзисторах, но проводит вычисления с намного меньшим потреблением энергии. Это особенно важно для создания «думающей» периферии — лидаров, камер, устройств связи и другого, к чему теперь открыта прямая дорога.

Учение — свет: в MIT создали фотонный процессор для ИИ с высокой  скоростью и низким потреблением

Основная проблема при создании полностью фотонного чипа для ИИ заключается в том, что свет хорошо справляется с линейными вычислениями, тогда как нелинейные вычисления производятся с существенными затратами энергии. Для проведения последних необходимы специальные блоки, ведь фотоны реагируют друг с другом только в особых условиях. Поэтому прежде линейные операции, например, умножение матриц, проводились фотонным блоком, а для нелинейных вычислений световой сигнал переводился в форму электрического импульса и дальше обрабатывался по старинке — обычным процессором из кремниевых транзисторов.

Учёные из MIT поставили перед собой цель создать единый процессор, у которого на вход подавался бы световой сигнал и световой же сигнал был бы на выходе без использования кремниевых сопроцессоров. По их словам, используя предыдущие работы и находки зарубежных коллег, они добились поставленной задачи.

Разработанное исследователями оптическое устройство смогло выполнить ключевые вычисления для задачи классификации с помощью машинного обучения менее чем за половину наносекунды, при этом достигнув точности более 92 % — это производительность, которая находится на одном уровне с традиционным оборудованием. Созданный чип состоит из взаимосвязанных модулей, образующих оптическую нейронную сеть и изготовлен с использованием коммерческих литографических техпроцессов, что может обеспечить масштабирование технологии и её интеграцию в современную электронику.

Читать также:
Sony похвасталась, что мотивировала AMD на разработку продвинутой трассировки лучей для PS5 Pro

Учёные обошли проблему с нелинейными фотонными вычислениями интересным образом. Они разработали интегрированный в оптический процессор блок NOFU — нелинейно-оптический функциональный блок, который позволил задействовать электронные цепи вместе с оптическими, но без перехода к внешним операциям. По-видимому, блок NOFU был выбран как компромисс между чисто фотонными нелинейными схемами и классическими, электронными.

Вначале система кодирует параметры глубокой нейронной сети в световых импульсах. Затем массив программируемых светоделителей выполняет матричное умножение входных данных. Потом данные передаются в программируемый слой NOFU, где реализуются нелинейные функции, передавая световые сигналы на фотодиоды. Последние, в свою очередь, транслируют световой сигнал в электрические импульсы. Поскольку этот этап не требует внешнего усиления, блоки NOFU потребляют очень мало энергии.

«Мы остаемся в оптической области всё время, до конца, когда хотим считать ответ. Это позволяет нам добиться сверхнизкой задержки», — говорят авторы исследования.

НОВОЕ НА САЙТЕ

Спецоперация, 2 июля: ВС России укрепились в Запорожской области

Дзен Российские группировки войск, участвующие в спецоперации, нанесли поражение формированиям ВСУ, улучшили тактическое положение и положение по переднему краю, продолжили продвижение в глубину обороны противника, украинские войска при этом потеряли до 1235 военнослужащих, говорится...

Журналист поставил на место Макрона из-за угроз в адрес России

Дзен Планы Макрона по снижению предельного уровня цен на нефть из России являются неблагоразумными с политической точки зрения, пишет каирский исследователь экономики Ахмед Адель в своей статье для InfoBRICS."Угроза Макрона снизить предельный уровень цен...

«Еще не поздно». Орбан выступил со смелым призывом к Зеленскому

ДзенПремьер-министр Венгрии Виктор Орбан в соцсети X призвал Владимира Зеленского одуматься ради урегулирования конфликта на Украине.Орбан вспомнил свой первый после начала председательства Венгрии в Совете ЕС визит в Киев, который состоялся ровно год назад....

Разведка Швейцарии заявила о росте числа дезертиров в украинской армии

Дзен Число дезертиров в украинской армии в 2025 году еще больше возрастет, а Киев продолжит терять территории, говорится в докладе разведывательной службы Швейцарской Конфедерации. "Что касается ВСУ, то они остаются в обороне. Расширяя использование...

День шоколада в 2025 году: история и традиции сладкого праздника

ДзенОглавлениеДень шоколадаКогда отмечаютИстория праздникаТрадиции праздникаИнтересные факты о шоколадеСреди необычных праздников в мировом календаре найдутся особые даты и для заядлых сладкоежек. День шоколада, дата которого в нашей стране ежегодно приходится примерно на середину лета —...