Cercetătorii dezvoltă cel mai puternic procesor neuromorfic pentru IA

Într-un salt major înainte în domeniul inteligenței artificiale (IA), o echipă internațională de cercetători condusă de Universitatea Tehnologică Swinburne a dezvoltat cel mai puternic procesor neuromorfic pentru IA. Acesta funcționează la o rată uimitoare de peste 10 trilioane de operațiuni pe secundă (TeraOps/s), ceea ce înseamnă că poate procesa date de ultra-mare scară.

Lucrarea a fost publicată în jurnalul Nature.

Conducerea echipei a fost asigurată de profesorul David Moss de la Swinburne, dr. Xingyuan Xu și profesorul distins Arnan Mitchell de la Universitatea RMIT, care au accelerat viteza de calcul și puterea de procesare. Ei au reușit să creeze un procesor neuromorfic optic capabil să funcționeze de peste 1.000 de ori mai rapid decât oricare altul anterior. Sistemul poate procesa, de asemenea, imagini de ultra-mare scară, ceea ce este important pentru recunoașterea facială, deoarece procesoarele optice anterioare au eșuat în acest sens.

Profesorul Moss este directorul Centrului de Științe Optice de la Swinburne și a fost numit cel mai bun cercetător australian în fizică și matematică în domeniul opticii și al fizicii cuantice de către The Australian.

“Acest progres a fost realizat cu ‘micro-comburi optice’, așa cum a fost și viteza noastră record de internet raportată în mai 2020”, a declarat el.

Alți procesoare de top și micro-comburi

 Procesoarele electronice de top, cum ar fi Google TPU, pot funcționa la peste 100 TeraOps/s. Cu toate acestea, ele necesită zeci de mii de procesoare paralele, în timp ce sistemul optic al echipei se bazează doar pe un singur procesor. Ei au realizat acest lucru prin utilizarea unei tehnici noi care implică intercalarea simultană a datelor în timp, lungime de undă și dimensiuni spațiale prin intermediul unei surse integrate de micro-comb.

Pentru cei care nu sunt conștienți de micro-comburi, acestea sunt dispozitive noi care constau în sute de lasere infraroșii de înaltă calitate pe un singur cip. Comparativ cu alte surse optice, micro-comburile sunt mult mai rapide, mai ușoare și mai ieftine.

“În cei 10 ani de când am co-inventat micro-comburile, cipurile integrate de micro-comb au devenit enorm de importante și este cu adevărat emoționant să le vedem facilitând aceste avansuri uriașe în comunicarea și prelucrarea informațiilor”, spune profesorul Moss. “Micro-comburile oferă o promisiune enormă pentru a satisface nevoia insațiabilă a lumii pentru informații.”

Procesorul viitorului

Dr. Xu a fost co-autorul principal al studiului și este un absolvent al Universității Swinburne și un bursier post-doctoral în cadrul Departamentului de Inginerie Electrică și a Sistemelor de Calcul de la Universitatea Monash.

“Acest procesor poate servi ca o interfață universală de ultra-înaltă bandă pentru orice hardware neuromorfic – optic sau electronic – aducând învățarea automată de masive date în timp real și cu o bandă foarte largă la îndemână”, spune dr. Xu.

“Acum primim o privire asupra modului în care procesoarele viitorului vor arăta. Acesta ne arată cu adevărat cum putem scala dramatic puterea procesoarelor noastre prin utilizarea inovatoare a micro-comburi”, continuă el.

Conform spuselor profesorului Mitchell de la RMIT, “Această tehnologie este aplicabilă tuturor formelor de prelucrare și comunicații – va avea un impact uriaș. Pe termen lung, sperăm să realizăm sisteme complet integrate pe cip, reducând astfel costurile și consumul de energie.”

Profesorul Damien Hicks susține echipa de cercetare și este de la Swinburne și de la Institutul Walter și Elizabeth Hall.

“Rețelele neuronale convolutive au fost centrale pentru revoluția inteligenței artificiale, dar tehnologia de siliciu existentă prezintă din ce în ce mai mult un blocaj în ceea ce privește viteza de procesare și eficiența energetică”, spune profesorul Hicks.

“Acest progres demonstrează cum o nouă tehnologie optică face astfel de rețele mai rapide și mai eficiente și este o demonstrație profundă a beneficiilor gândirii interdisciplinare, având inspirația și curajul de a lua o idee dintr-un domeniu și de a o utiliza pentru a rezolva o problemă fundamentală în altul”, continuă el.