Нейроморфная кремниевая фотоника
уложила на лопатки
самый быстрый проц в мире.
Так называемый искусственный интеллект, позволяя нам параллельно обрабатывать огромное количество разнообразнейших операций, нашёл применение в буквально необозримом богатстве сфер деятельности человека. Тут и фундаментальные науки, и инженерия, статистика, быт, и вычисления.
Сейчас умножение между матрицами, на которых зачастую и строится обучение, считается наиболее затратной по времени и энергии операцией ИИ-систем. А причина в том, что наиболее выгодный метод реализации этих вычислений, названный «мозаичным матричным умножением» («tiled matrix multiplication» или TMM), ограничен тактовыми частотами сегодняшних процессоров ‒ это примерно 2 ГГц.
И вот, группа исследователей фотоники WinPhos, возглавляемая профессором Никосом Плеросом из Университета Аристотеля в Салониках, сумела разработать компактный кремниевый фотонный компьютерный процессор, не просто работающий за счёт сил света, а способный вычислять ТММ линейно (то есть последовательно) с рекордно высокой тактовой частотой: 50 ГГц.
Это более, чем в 13 превышает скорость самого быстрого процессора на планете, которым в прошлом году признано 96-тиядерное устройство EPYC 9654 от AMD, разделяющее вычисления на 192 потока.
«Эта работа прокладывает путь к разрешению приложений на основе глубокого обучения, требующих вычислений с линейной скоростью», ‒ поясняет изюминку метода автор-корреспондент Джордж Джамуяннис. Он считает, что разработка обещает внести значительный вклад в кибербезопасность центров обработки данных.
Данные, перемещаемые в ЦОД, увеличиваются из года в год примерно на 13%, и по некоторым данным количество необходимой для создания и работы нейросетей вычислительной мощности удваивается каждые 3,5 месяца, так что новый чип востребован уже довольно давно. Он как раз и может стать той аналоговой вычислительной платформой, которая требуется для переноса глубоких нейросетей на кремниевые архитектуры, наделяя их сверхскоростями и энергоэффективностью.
Для вящего испытания своего детища, исследователи связались с экспертами в области кибербезопасности ЦОДов из NVIDIA. Учёные успешно объединили кремниевую фотонику с ИИ, чтобы создать основу для наискорейшего выявления с линейной скоростью одного из наиболее распространённых типов атак. Речь идёт о так называемых распределённых атаках типа «отказ в обслуживании» (DDoS). Экспериментальная нейросеть включала 10 нейронов и 64 обучаемых параметра. Опыт показал высокие значения точности, в том числе и на максимальной частоте, на которую вообще был способен фотонный вычислитель ‒ 50 ГГц.
По материалам АРМК.
