Сегодня 15 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

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.

 Источник изображения: Sampson Wilcox, Research Laboratory of Electronics

Источник изображения: Sampson Wilcox, Research Laboratory of Electronics

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.

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.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Один сбитый бит — и всё пропало: атака GPUHammer на ускорители Nvidia ломает ИИ с минимальными усилиями 2 ч.
Механизмы, конвейерные ленты, роботы: в Steam стартовал «Фестиваль автоматизации» со скидками, демоверсиями и не только 2 ч.
Чат-бот с креативом: Claude стал ИИ-дизайнером, научившись работать с Canva 2 ч.
Call of Duty: Black Ops 7 скоро выйдет из тени — анонсирован большой показ «самой умопомрачительной» игры в истории серии 3 ч.
Иран захотел создать госооблако по американским стандартам безопасности 3 ч.
Опять за старое: разработчики God of War готовят следующий блокбастер, но не по новой франшизе 5 ч.
ИИ-сводки в Gmail превратили в инструмент для фишинговых атак, но Google уже закрыла уязвимость 6 ч.
В открытый доступ попали внутренние документы о проблемах разработки Subnautica 2 — Krafton подтвердила утечку 6 ч.
Windows 11 сама решит, когда экономить батарею — Microsoft тестирует незаметное адаптивное энергосбережение 7 ч.
Ведущий разработчик Far Cry 4 рассказал об «очень и очень интересной» механике с Пэйганом Мином, которая не попала в игру 9 ч.
Новая статья: Охладить пыл фон Неймана: сверхпроводимость — в каждый ЦОД! 2 ч.
Пользователей флагманских наушников Sony WH-1000XM6 взбудоражила новость о сломавшемся шарнире — от этого массово страдали XM5 2 ч.
«Яндекс» замотивирует сотрудников, раздав им акций на 15 млрд рублей 4 ч.
«Инфосистемы Джет» реализовали для ООО «МПК “Атяшевский”» масштабируемый проект с модульными ЦОД 7 ч.
200 Тбайт ёмкости и 50 лет сохранности: HoloMem предложила недорогую и эффективную замену LTO — картриджи HoloDrive 8 ч.
В «М.Видео-Эльдорадо» назвали самые популярные среди россиян бренды наушников 9 ч.
Горячая пора: изменение климата угрожает стабильности работы дата-центров 9 ч.
Lenovo представила первый белый ThinkPad — тонкий ноутбук Aura X9 AI Edition 10 ч.
KFC вместе с Asus ROG выпустила уникальные кейкапы для геймерских клавиатур 11 ч.
Biostar представила индустриальный компьютер EdgeComp MS-1335U с поддержкой четырёх дисплеев 13 ч.