Výzkumníci vyvinuli nejvýkonnější neuromorfní procesor pro umělou inteligenci

V rámci významného pokroku v oblasti umělé inteligence (AI) mezinárodní tým výzkumníků vedený Swinburne University of Technology vyvinul nejvýkonnější neuromorfní procesor pro AI. Procesor funguje při ohromujícím tempu více než 10 bilionů operací za sekundu (TeraOps/s), což znamená, že může zpracovat ultra-velké datové sady.

Práce byla publikována v časopise Nature.

Pod vedením profesora Davida Mosse, Dr. Xingyuana Xua a Distinguished Professora Arna Mitchella z RMIT University tým urychlil výpočetní rychlost a zpracování. Byli schopni vytvořit optický neuromorfní procesor, který je schopen fungovat více než 1 000krát rychleji než jakýkoli předchozí. Systém může také zpracovat ultra-velké obrazové soubory, což je důležité pro rozpoznávání obličejů, protože předchozí optické procesory selhaly v tomto ohledu.

Profesor Moss je ředitelem Optického vědeckého centra Swinburne a byl jmenován jedním z nejlepších australských výzkumníků v oblasti fyziky a matematiky v oboru optiky a fotoniky časopisem The Australian.

“Tento průlom byl dosažen pomocí ‘optických mikro-kombinací’, stejně jako náš světový rekord internetové datové rychlosti, který byl ohlášen v květnu 2020,” řekl.

Ostatní špičkové procesory a mikro-kombinace

 Špičkové elektronické procesory, jako je Google (GOOGL ) TPU, mohou fungovat při více než 100 TeraOps/s. Nicméně, vyžadují desítky tisíc paralelních procesorů, zatímco systém týmu spoléhá pouze na jeden procesor. Dosáhli toho pomocí nové techniky, která zahrnovala simultánní prokládání dat v čase, vlnové délce a prostorových dimenzích prostřednictvím integrovaného mikro-kombinovaného zdroje.

Pro ty, kteří nejsou seznámeni s mikro-kombinacemi, jsou to nové zařízení, skládající se ze stovek vysoce kvalitních infračervených laserů na jednom čipu. Ve srovnání s jinými optickými zdroji jsou mikro-kombinace mnohem rychlejší, lehčí a levnější.

“Za posledních 10 let, co jsem je spolu vynalezl, se integrované mikro-kombinované čipy staly enormně důležitými a je opravdu vzrušující vidět, jak umožňují tyto obrovské pokroky v informačních komunikacích a zpracování,” říká profesor Moss. “Mikro-kombinace nabízejí enormní slib, abychom uspokojili světovou nenasytnou potřebu informací.”

Procesor budoucnosti

Dr. Xu byl spoluautorem studie a je absolventem Swinburne a postdoktorálním výzkumníkem na Elektrotechnické a počítačové inženýrské fakultě Monash University.

“Tento procesor může sloužit jako univerzální ultra-širokopásmový přední konec pro jakékoli neuromorfní hardware – optické nebo elektronické – což přináší masivní datové učení pro reálné ultra-širokopásmové údaje,” říká Dr. Xu.

“Nyní dostáváme náhled na to, jak budou vypadat procesory budoucnosti. Skutečně nám ukazuje, jak dramaticky můžeme zvýšit výkon našich procesorů pomocí inovativního využití mikro-kombinací,” pokračuje.

Podle profesora Mitchella z RMIT “Tato technologie je aplikovatelná na všechny formy zpracování a komunikace – bude mít obrovský dopad. Dlouhodobě doufáme, že budeme moci realizovat plně integrované systémy na čipu, což výrazně sníží náklady a spotřebu energie.”

Profesor Damien Hicks podporuje výzkumný tým a je ze Swinburne a Walter a Elizabeth Hall Institute.

“Konvoluční neuronové sítě byly centrální pro revoluci umělé inteligence, ale stávající technologie křemíku stále více představuje úzké místo ve zpracování rychlosti a energetické eficienci,” říká profesor Hicks.

“Tento průlom ukazuje, jak nová optická technologie dělá tyto sítě rychlejší a efektivnější a je hlubokým demonstrem bénéficií mezioborového myšlení, které má inspiraci a odvahu vzít nápad z jednoho oboru a použít ho k řešení fundamentálního problému v jiném,” pokračuje.