|
ИИ-вычисления скоро достигнут скорости света
|
|
|
|
Инженеры Пенсильванского университета разработали новый чип, который использует световые волны, а не электричество, для выполнения сложных математических вычислений, необходимых для обучения ИИ. Этот чип потенциально может радикально ускорить скорость обработки компьютеров, а также снизить их энергопотребление. Конструкция кремниево-фотонного (SiPh) чипа является первой, в которой объединены новаторские исследования лауреата медали Бенджамина Франклина и профессора Х. Недвилла Рэмси Надера Энгеты в области манипулирования материалами на наноуровне для выполнения математических вычислений с использованием света — самого быстрого из возможных средств связи — с платформа SiPh, в которой используется кремний, дешевый и распространенный элемент, используемый для массового производства компьютерных чипов. Взаимодействие световых волн с материей представляет собой один из возможных путей разработки компьютеров, которые преодолеют ограничения сегодняшних чипов, которые, по сути, основаны на тех же принципах, что и чипы первых дней компьютерной революции 1960-х годов.
|
|
|
В статье, опубликованной в журнале Nature Photonics, группа Энгеты вместе с группой Фируза Афлатуни, доцента кафедры электротехники и системной инженерии, описывает разработку нового чипа. «Мы решили объединить усилия», — говорит Энгета, используя тот факт, что исследовательская группа Афлатуни впервые разработала кремниевые наноразмерные устройства. Их цель состояла в том, чтобы разработать платформу для выполнения так называемого умножения векторных матриц — основной математической операции при разработке и функционировании нейронных сетей — компьютерной архитектуры, которая лежит в основе современных инструментов искусственного интеллекта. Вместо использования кремниевой пластины одинаковой высоты, объясняет Энгета, «вы делаете кремний тоньше, скажем, на 150 нанометров», но только в определенных областях. Эти изменения высоты — без добавления каких-либо других материалов — обеспечивают средства контроля распространения света через чип, поскольку изменения высоты могут быть распределены, вызывая рассеивание света по определенным шаблонам, что позволяет чипу выполнять математические вычисления. со скоростью света.
|
|
|
|
По словам Афлатуни, из-за ограничений, налагаемых коммерческим предприятием, производившим чипы, эта конструкция уже готова для коммерческого применения и потенциально может быть адаптирована для использования в графических процессорах (GPU), спрос на которые резко возрос с широким распространением чипов. интерес к разработке новых систем искусственного интеллекта. «Они могут использовать платформу Silicon Photonics в качестве дополнения, — говорит Афлатуни, — и тогда вы сможете ускорить обучение и классификацию». Помимо более высокой скорости и меньшего энергопотребления, чип Энгеты и Афлатуни имеет преимущества конфиденциальности: поскольку многие вычисления могут выполняться одновременно, не будет необходимости хранить конфиденциальную информацию в рабочей памяти компьютера, что сделает компьютер будущего, работающий на такой технологии, практически неуязвимым. «Никто не может взломать несуществующую память, чтобы получить доступ к вашей информации», — говорит Афлатуни.
|
|
|
|
Источник
|
