AI na pinalakas ng mga light-based parallel tortuous processor

Ang representasyon ng iskema ng isang processor para sa pagpaparami ng mga matris na tumatakbo sa ilaw. May-akda: Oxford University

Ang exponential na paglago ng trapiko ng data sa aming digital age ay nagdudulot ng totoong mga hamon para sa pagproseso ng kuryente. At sa pag-usbong ng pagkatuto ng makina at artipisyal na katalinuhan, tulad ng mga self-propelled na sasakyan at pagkilala sa pagsasalita, nagpapatuloy ang trend ng paglago. Ang lahat ng ito ay naglalagay ng isang mabibigat na pilit sa kakayahan ng mga modernong computer prosesor na makasabay sa pangangailangan.

Ngayon isang internasyonal na pangkat ng mga siyentista ang bumukas sa ilaw upang matugunan ang problema. Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang bagong diskarte at arkitektura na pinagsasama ang pagproseso at pag-iimbak ng data sa isang solong maliit na tilad na gumagamit ng ilaw, o mga “photon” na processor, na ipinapakita na higit na mataas sa maginoo na electronic chip, pinoproseso ang impormasyon nang mas mabilis at kahanay.

Ang mga siyentista ay nakabuo ng isang hardware accelerator para sa tinaguriang mga multiplikasyon ng matrix-vector, na kung saan ay ang batayan ng mga neural network (mga algorithm na gumaya sa utak ng tao), na kung saan ang kanilang mga sarili ay ginagamit para sa mga algorithm ng pag-aaral ng makina. Dahil ang iba’t ibang mga haba ng daluyong ng ilaw (mga kulay) ay hindi makagambala sa bawat isa, ang mga mananaliksik ay maaaring gumamit ng maraming mga haba ng daluyong ng ilaw para sa mga parallel na kalkulasyon. Ngunit upang magawa ito, gumamit sila ng isa pang makabagong teknolohiya na binuo sa EPFL, batay sa mga chips na “frequency comb” bilang light source.

Scheme ng pagdaragdag ng light processor matrix

Ang representasyon ng iskema ng isang processor para sa pagpaparami ng mga matris na tumatakbo sa ilaw. May-akda: Oxford University

“Ang aming pag-aaral ang unang gumamit ng frequency combs sa mga artipisyal na neural network,” sabi ni Propesor Tobias Kippenberg ng EPFL, isa sa nangungunang may-akda ng pag-aaral. Ang pagsasaliksik ni Propesor Kippenberg ay isang tagapanguna sa pagbuo ng mga frequency comb. “Ang frequency crest ay nagbibigay ng maraming mga optical wavelength na pinoproseso nang nakapag-iisa sa isang solong poton ng potograpiya.”

“Pinapayagan ka ng mga processor na batay sa ilaw upang mapabilis ang mga gawain sa pag-aaral ng makina na hawakan ang mga kumplikadong problema sa matematika na may mataas na bilis at bandwidth,” sabi ng senior co-author na si Wolfram Pernis ng University of Münster, isa sa mga propesor na namuno sa pag-aaral. “Mas mabilis ito kaysa sa maginoo na mga chip na umaasa sa paghahatid ng elektronikong data, tulad ng mga graphic card o dalubhasang kagamitan na katulad ng isang TPU (tenor processing unit).”

Matapos ang pagdidisenyo at pagmamanupaktura ng mga photon chip, sinubukan ng mga mananaliksik ang mga ito sa isang neural network na kinikilala ang mga bilang ng sulat-kamay. May inspirasyon ng biology, ang mga network na ito ay isang konsepto sa pag-aaral ng makina at pangunahing ginagamit sa pagproseso ng imahe o audio data. “Ang pagpapatakbo ng gyrus sa pagitan ng data ng pag-input at isa o higit pang mga filter na maaaring makilala ang mga gilid ng imahe, halimbawa, ay angkop para sa aming arkitektura ng matrix,” sabi ni Johannes Feldman, na nakabase na ngayon sa Unibersidad ng Oxford Kagawaran ng Kagamitan. Si Nathan Youngblad (Oxford University) ay nagdadagdag: “Ang paggamit ng multiplexing ng haba ng haba ng haba ay maaaring dagdagan ang mga rate ng data at mga density ng computing, iyon ay, ang mga operasyon ng lugar ng CPU na hindi dating nakakamit.”

“Ang gawaing ito ay isang tunay na pagpapakita ng kolaborasyong pagsasaliksik sa Europa,” sabi ni David Wright ng University of Exeter, na namamahala sa proyekto ng FunComp ng EU, na pinondohan ang gawain. “Bagaman ang bawat pangkat ng pagsasaliksik ay isang namumuno sa mundo sa sarili nitong pamamaraan, ngunit ang pagsasama-sama ng lahat ng mga bahaging ito ay talagang nagawang posible ang gawaing ito.”

Ang pag-aaral ay nai-publish sa Kalikasan sa linggong ito at may malalawak na aplikasyon: mas mataas na sabay-sabay (at nagse-save ng enerhiya) na pagpoproseso ng data sa artipisyal na intelihensiya, mas malalaking mga neural network para sa mas tumpak na mga hula at mas tumpak na pagtatasa ng data, mas maraming data ng klinikal para sa mga diagnosis, nadagdagan ang mabilis na pagsusuri ng data ng sensor sa mga self-drive na sasakyan mga pasilidad at pagpapalawak ng cloud computing na imprastraktura na may mas maraming espasyo sa imbakan, computing power at application software.

Sanggunian: “Ang parallel na pagproseso ng gyrus gamit ang isang pinagsamang photon tensor core” J. Feldman, N. Youngblad, M. Karpov, H. Goering, X. Lee, M. Stoppers, M. Le Gaul, X. Fu, A. Lukashchuk, A.S. Raja, J. Liu, CD Wright, A. Sebastian, T.J. Kippenberg, WHP Gingerbread at H. Bascaran, Enero 6, 2021, Kalikasan.
DOI: 10.1038 / s41586-020-03070-1

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang “misteryo ng nawawalang yelo” ay sa wakas ay nalutas sa paggalaw ng crust ng Earth

Greenland Glaciers 2018. Credit: NIOZ, Kim Chatter Isang bagong pandaigdigang muling pagtatayo ng yelo sa nakaraang 80,000 taon. Sa panahon ng mga yelo, bumabagsak ang pandaigdigang...

Isang Hindi Inaasahang Pag-ikot sa Quantum Physics Maaaring Maipaliwanag ang Imbalanse ng Matter / Antimatter

Kakulangan ng mahusay na proporsyon sa qubits, hindi maitama ang mga error dito computing ng kabuuanngunit maaari nitong ipaliwanag ang kawalan ng timbang ng...

Ang Unang Taong Tao sa New England Maaaring Magbahagi ng Landscape Sa Mga Woolly Mammoths

Kopya ng isang Woolly mammoth (Mammuthus primigenius) sa Royal BC Museum sa Victoria, British Columbia, Canada. Ipinakita mula 1979, at ang balahibo ay...

Natuklasan ng mga Siyentista ang Mga Bagong Selula na Nasasangkot sa Malalang Sakit at Pamamaga – Tumpak, Bagong Target para sa Paggamot

Ang pagguhit ng gulugod ng mga cell ng pro-namumula (pula) at anti-namumula MRC1 + macrophages (asul). Kredito: Zylka Lab, UNC School of Medicine Ang...

Salamat sa bagong katalista, ang paggawa ng styrene ay mas mura at berde

Kredito: estado ng NC Ang mga siyentipiko ng engineering ng kemikal ay bumuo ng isang bagong katalista na makabuluhang nagdaragdag ng ani ng paggawa...

Newsletter

Subscribe to stay updated.