Naukowcy opracowali najpotężniejszy procesor neuromorficzny dla sztucznej inteligencji

W znaczącym przełomie w dziedzinie sztucznej inteligencji (AI) międzynarodowy zespół naukowców pod przewodnictwem Swinburne University of Technology opracował najpotężniejszy procesor neuromorficzny dla AI. Pracuje on z zadziwiającą szybkością ponad 10 bilionów operacji na sekundę (TeraOps/s), co oznacza, że może on przetwarzać ultra-wielkoskalowe dane.

Praca została opublikowana w czasopiśmie Nature.

Zespół, na czele którego stali profesor David Moss, dr Xingyuan Xu oraz profesor Arnan Mitchell z RMIT University, przyspieszył prędkość obliczeń i moc przetwarzania. Udało im się stworzyć optyczny procesor neuromorficzny, który może działać ponad 1000 razy szybciej niż wszystkie poprzednie. System może również przetwarzać ultra-wielkoskalowe obrazy, co jest ważne dla rozpoznawania twarzy, ponieważ poprzednie optyczne procesory nie powiodły się w tym zakresie.

Profesor Moss jest dyrektorem Centrum Nauk Optycznych Swinburne, a także został uznany za jednego z najlepszych australijskich naukowców w dziedzinie fizyki i matematyki w zakresie optyki i fotonicznego przez The Australian.

“Ten przełom został osiągnięty dzięki ‘optycznym mikro-kombom’, tak jak nasz rekordowy internetowy prędkość danych, który został opublikowany w maju 2020 roku”, powiedział.

Inne najlepsze procesory i mikro-komby

 Najlepsze elektroniczne procesory, takie jak Google (GOOGL ) TPU, mogą działać z prędkością ponad 100 TeraOps/s. Jednak wymagają one tysięcy równoległych procesorów, podczas gdy system optyczny zespołu opiera się tylko na jednym procesorze. Udało im się to dzięki nowej technice, która polega na jednoczesnym przeplatanie danych w czasie, długości fali i wymiarach przestrzennych za pomocą zintegrowanego źródła mikro-komb.

Dla tych, którzy nie wiedzą, co to są mikro-komby, są to nowe urządzenia składające się z setek wysokiej jakości laserów podczerwonych na jednej płytce. W porównaniu z innymi źródłami optycznymi, mikro-komby są znacznie szybsze, lżejsze i tańsze.

“Od czasu, gdy współwynalazłem je, zintegrowane mikro-kombowe płytki stały się ogromnie ważne i jest naprawdę ekscytujące widzieć, jak umożliwiają one ogromne postępy w komunikacji informacyjnej i przetwarzaniu”, mówi profesor Moss. “Mikro-komby oferują ogromną obietnicę, aby sprostać niezaspokojonemu zapotrzebowaniu świata na informacje.”

Procesor przyszłości

Dr Xu był współautorem studium i jest absolwentem Swinburne oraz post-doktoranckim współpracownikiem Wydziału Inżynierii Elektrycznej i Komputerowej na Uniwersytecie Monash.

“Ten procesor może służyć jako uniwersalny ultra-wysokiej przepustowości przedni koniec dla każdego sprzętu neuromorficznego – optycznego lub elektronicznego – umożliwiając maszynowe uczenie się z ultra-wysoką przepustowością w czasie rzeczywistym”, mówi dr Xu.

“Aktualnie dostajemy przegląd, jak będą wyglądać procesory przyszłości. To naprawdę pokazuje nam, jak dramatycznie możemy zwiększyć moc naszych procesorów za pomocą innowacyjnego wykorzystania mikro-komb”, kontynuuje.

Zdaniem profesora Mitchella z RMIT “Ta technologia jest stosowalna do wszystkich form przetwarzania i komunikacji – będzie miała ogromny wpływ. Długoterminowo nadzieję, że uda nam się zrealizować w pełni zintegrowane systemy na płytce, znacznie redukując koszty i zużycie energii.”

Profesor Damien Hicks wspiera zespół badawczy i pochodzi ze Swinburne oraz Instytutu Waltera i Elizabeth Hall.

“Sieci neuronowe konwolucyjne były centralne dla rewolucji sztucznej inteligencji, ale istniejąca technologia krzemowa coraz bardziej stanowi bottleneck w szybkości przetwarzania i efektywności energetycznej”, mówi profesor Hicks.

“Ten przełom pokazuje, jak nowa technologia optyczna sprawia, że te sieci są szybsze i bardziej efektywne, i jest to głębokie pokazanie korzyści myślenia interdyscyplinarnego, mając inspirację i odwagę, aby wziąć pomysł z jednej dziedziny i użyć go do rozwiązania podstawowego problemu w innej”, kontynuuje.