Dirbtinis intelektas, valdomas lygiagrečių konvekcinių šviesos procesorių

Šviesos procesoriaus schema matricos dauginimui. Paskola Oksfordo universitetas

Eksponentinis duomenų srauto augimas mūsų skaitmeniniame amžiuje kelia realių iššūkių apdorojimo galiai. Atsiradus mašininio mokymosi (pvz., Dirbtinio intelekto, vairuojant automobilius) žodžių atpažinimas, didėjimo tendencija turėtų išlikti. Visa tai labai apkrauna dabartinių kompiuterių procesorių galimybes sulaikyti paklausą.

Dabar problemai išspręsti paskelbta tarptautinė mokslininkų grupė. Mokslininkai sukūrė naują požiūrį – architektūrą, apjungiančią apdorojimą – duomenų saugojimą vienoje mikroschemoje, naudojant šviesos arba „fotoninius“ procesorius, kurie, atrodo, greičiau ir lygiagrečiai apdoroja informaciją, viršija įprastus elektroninius lustus.

Mokslininkai sukūrė aparatinės įrangos greitintuvą vadinamiesiems matricos vektorių dauginimuisi, kurie yra nervinių tinklų (žmogaus smegenis imituojančių algoritmų), kuriuos jie naudoja mašininio mokymosi algoritmams, pagrindas. Kadangi skirtingi šviesos bangos ilgiai (spalvos) netrukdo vienas kitam, tyrėjai gali naudoti šviesos bangos ilgį lygiagrečiam skaičiavimui. Tačiau tam jie kaip šviesos šaltinį naudojo dar vieną naujovišką technologiją, sukurtą EPFL – mikroschemomis pagrįstą „dažnio šuką“.

Matricos daugyba Šviesos procesoriaus grandinė

Šviesos procesoriaus schema matricos dauginimui. Paskola Oksfordo universitetas

„Mūsų tyrimas yra pirmasis, kai dirbtinių neuroninių tinklų srityje naudojami dažni kirpimai“, – sakė vienas pagrindinių EPFL tyrėjų profesorius Tobiasas Kipenbergas. Profesoriaus Kipenbergo tyrimai yra svarbiausi kuriant dažnio šukas. “Dažnio šukos suteikia daugybę optinių bangų ilgių, kurie apdorojami nepriklausomai nuo tos pačios fotonų mikroschemos.”

„Šviesos pagrindu veikiantys procesoriai sugeba apdoroti sudėtingas matematines užduotis dideliu greičiu ir pralaidumu, kad pagreitintų mašininio mokymosi užduotis“, – teigė tyrimui vadovavęs Miunsterio universiteto vyresnysis bendraautorius Wolframas Pernis. “Tai daug greičiau nei įprasti lustai, kurie remiasi elektroniniu duomenų perdavimu, pavyzdžiui, grafikos plokštėmis ar specializuota įranga, pavyzdžiui, TPU (Tensor Processing Unit).”

Sukūrę ir pagaminę fotonų mikroschemas, mokslininkai juos išbandė neuroniniame tinkle, kuris atpažįsta ranka parašytus skaičius. Įkvėptas biologijos, šie tinklai yra mašininio mokymosi srities sąvoka, daugiausia naudojama apdorojant vaizdo ar garso duomenis. „Konvoliucinis veiksmas tarp vieno ar kelių įvesties filtrų, kurie, pavyzdžiui, gali atpažinti vaizdo kraštus, gerai dera su mūsų matricos architektūra“, – sako dabar dirbantis Johanesas Feldmanas. Oksfordo universitetas Medžiagų skyrius: Nathanas Youngbloodas (Oksfordo universitetas) priduria: “Bangos ilgio tankinimo operacija leidžia pasiekti didelę duomenų spartą – skaičiavimo tankį, tai yra vieno procesoriaus operacijas, kurių anksčiau nebuvo gauta.”

„Šis darbas yra tikras bendradarbiaujančių Europos tyrimų pavyzdys“, – sakė Davidas Wrightas iš Ekseterio universiteto, vykdančio ES finansuojamą „FunComp“ projektą. “Nors kiekviena dalyvaujanti mokslinių tyrimų grupė yra tokio tipo pasaulio lyderė, sujungus visas šias dalis, buvo įmanoma atlikti šį darbą”.

Tyrimas buvo paskelbtas Gamta: Ši savaitė perspective turi perspektyvinių planų. Dirbtinio intelekto duomenų vienu metu didesnis (և energiją taupantis) apdorojimas, didesni neuroniniai tinklai tikslesnėms prognozėms ավելի tikslesnė duomenų analizė, daugiau klinikinės diagnostikos, jutiklių duomenys savaeigėse transporto priemonėse cloud debesų kompiuterijos infrastruktūros išplėtimas daugiau sritis, skaičiavimo galia և taikomoji programinė įranga.

Nuoroda. Dėl. Feldmanas, N. Youngblood, M.; Karpovas, H. Gehringas, Kh. Lee, M. Steperiai, M. Le Gallo, Kh. Fu, A. Lukaščukas, AS „Raja“, J. Liu, CD Wrightas, A. Sebastianas, TJ Kippenbergas, WHP Pernice ir H. Bhaskaran, 2021 m. Sausio 6 d., Gamta:,
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

Eksperimentas atskleidžia naujas sinchroninių šviesos šaltinių galimybes.

Iliustracija, rodanti, kaip elektronų moduliacija lazeriu buvo panaudota kuriant lazerio šviesą skleidžiančias mikrobangas. Kreditas: Tsinghua universitetas. Tarptautinė komanda, atlikdama jaudinančius eksperimentus, parodė, kaip įvairios yra...

Kaip sumažinti kūno temperatūrą, gali padėti 10% pacientų, kuriems skiriamas didelis dėmesys

Šiame brėžinyje aprašytas tepalas (oranžinis ir geltonas), kuris yra molekulinis sluoksnis oro sąsajoje ir kvėpavimui reikalingas skystis plaučiuose. Naujausi tyrimai parodė, kad terminio...

Apšviesti saulės banguoti langai gamina energiją iš vidaus

Ryžių universiteto inžinieriai sukūrė ir pastatė langus, kurie saulės šviesą ar apšvietimą iš vidaus paverčia periferinėmis kraujo ląstelėmis. Centrinis sluoksnis yra kompozicinis polimeras,...

Gyvenimo ant koralų rifų gausa buvo nuostabi nuo Charleso Darwino laikų – nauji tyrimai pateikia atsakymus

Planktonu maitinančios žuvys dažnai dominuoja vandenynų koralinių rifų žuvų kolekcijoje. Kreditas: Dr. Christina Skinner Tyrimas parodė, kad atviruose vandenynų vandenyse, kurie kažkada buvo...

Egipto mumijos mumijos „Purvo karapasas“ neregėtas gydymas – neteisingo pateikimo atvejis

Kiekvienas mumifikuotas ir uždarytas Sidnėjaus universiteto Chau Chak Wing muziejaus Nicholson kolekcijoje. A. Mumifikuotas asmuo, dabar saugojimui dėvintis rankas, BMR. 27.3. B....

Newsletter

Subscribe to stay updated.