Создана первая фотонная нейросеть

За последние годы ученые продвинулись в создании искусственного интеллекта (ИИ). Это стало возможно благодаря разработке систем машинного обучения: оно выполняется нейросетями и частично воспроизводит функциональные возможности мозга.

Современные
цифровые процессоры, пригодные для глубокого обучения, например графические или
тензорные, не могут выполнять сложные операции достаточно быстро и точно. А
производительные системы искусственного интеллекта остаются слишком
громоздкими, чтобы их можно было использовать в современных компьютерах и
смартфонах.

Группа исследователей из США предложила новый способ, посредством которого нейросети смогут совершать необходимые вычисления для обучения ИИ. Они собираются использовать свет вместо электричества: по мнению ученых, фотонные чипы делают процесс машинного обучения гораздо быстрее и эффективнее. Подробное описание нового подхода опубликовано в журнале Applied Physics Reviews.

Ядро фотонного тензора (РТС) и двигатель разработки. (a) PTC состоит из 16 элементов (b) схема вычислений которые производит разработка. / © Applied Physics Reviews.

«Мы выяснили, что фотонные платформы с встроенной оптической памятью могут выполнять те же самые операции, что и тензорные процессоры. При этом они потребляют меньше энергии и гораздо производительнее. Их можно использовать, чтобы совершать вычисления со скоростью света», — рассказал Марио Мискульо, один из разработчиков, доцент Университета имени Джорджа Вашингтона в США.

Каждый
чип состоит из 16 световодов, к которым подключены генераторы света и ячейки
памяти. Они меняют оптические свойства при контакте со светом или пропускании
через них электрического тока. Ученые настраивают чипы так, что через них
проходят лучи света — это позволяет совершать математические операции, чтобы
параллельно умножать матрицы и обрабатывать данные. Современные процессоры
выполняют их последовательно, требуя при этом непрерывного доступа к
кэш-памяти.

Авторы
разработки отмечают, что фотонные запоминающие устройства, в отличие от
электрооптических модуляторов, сохраняют информацию без лишнего
энергопотребления. «Фотонные специализированные процессоры могут сэкономить
огромное количество энергии, сокращая время отклика и обработки данных», —
добавил Мискульо.

[shesht-info-block number=1]

Тесты
показали, что производительность фотонных чипов в два-три раза выше, чем у
представленных на рынке сегодня. Скорость обработки данных в них может
достигать двух петафлопс в секунду, при этом они потребляют около 80 ватт
энергии, из которых 95% будет тратиться на поддержку работы чипа, а всего 5% —
на вычисления.

Ученые считают, что фотонные чипы станут востребованными в науке и производстве электронных устройств благодаря своим уникальным характеристикам. Также они предполагают, что разработка будет полезна не только при машинном обучении, но и для работы сетей 5G и 6G.

admin

Добавить комментарий

Next Post

Новый Свет заселили вдвое раньше — но неизвестно кто

Чт Июл 23 , 2020
Что открыто Авторы новой статьи в Nature на протяжении нескольких лет работали в пещере Чикиуите (на фото) в горах Астийеро в Центральной Мексике. Сегодня пещера находится на высоте в 2740 метров над уровне моря. А в последний ледниковый максимум (26-18 тысяч лете назад) находилась на высоте примерно в три километра. […]
Яндекс.Метрика