Kuinka vähentää tekoälyn energiankulutusta ja samalla laajentaa sen mahdollisuuksia? Laskemalla valon avulla! Juuri tämän tehtävän amerikkalaiset tutkijat päättivät ratkaista luomalla sirun, joka yhdistää optisen laskennan ja neuroverkon. Lisätietoja alla.
Tuloksena
- Nopea ja energiaa säästävä laskenta
L’AITämä on todellinen vallankumous, mutta sen käyttö ja sirut kuluttavat edelleen paljon energiaa kehityksen edetessä. Jotta tätä seikkailua voitaisiin jatkaa ja AI:ta parantaa kuluttamalla vähemmän resursseja, laboratoriot työskentelevät monella eri alueella.
Algoritmien optimoinnin tai tehokkaampien ja taloudellisempien grafiikkaprosessorien kehittämisen lisäksi tutkijat Floridan yliopistosta, Kalifornian yliopistosta Los Angelesista ja George Washingtonin yliopistosta Yhdysvalloissa ovat kehittäneet siruja, jotka käyttävätvaloatehokkaammin kuinelektronejatiettyjen laskelmien suorittamiseen.
Tutkijat keskittyivät niin kutsuttujen ”konvoluutio”-operaatioiden käsittelyyn tekoälyn koulutuksessa. Konvoluutio mahdollistaa tekoälyn havaita tiettyjä säännönmukaisuuksia valokuvissa, esimerkiksi silmät kasvoissa. Se toimii myös tekstin rakenteen kanssa.
Juuri nämä käsittelymenetelmät vaativat suurta laskentatehoa ja siten energiaa . Sen sijaan, että käyttäisivät klassisia grafiikkaprosessorin kaavioita, ne panostavat optiikan yhdistämiseen klassiseen .piisiruun. Jälkimmäisessä tapauksessa optiikka koostuulinssistäFresnel-hiloista – pienistä, litteistä, erittäin ohuista optisista rakenteista, jotka ovat samanlaisia kuin majakoissa käytettävät.kone.
Nopea ja energiaa säästävä laskenta
Nämä piihin etsatut linssit ovat ohuempia kuin ihmisen hius. Kun tarvitaan konvoluutio-operaatio, esimerkiksi kuvan analysoimiseksi, digitaaliset tiedot muunnetaan valoksi. Laser kulkee linssien läpi, jotka suorittavat suoraan matemaattisen operaation, jonka avulla tekoäly tunnistaa kuvan säännönmukaisuudet.
Tulos muunnetaan sitten takaisin digitaaliseksi signaaliksi, jota tekoälyn neuroverkko voi käyttää. Tällaisen valovirran ansiosta laskelmat suoritetaan käytännössä valon nopeudella kuluttamatta käytännössä lainkaan energiaa. Lisäksi tämä tekniikka mahdollistaa useiden laserien läpäisyn.VäritEri värit kulkevat linssien läpi samanaikaisesti. Jokainen väri siirtää erillisen datavirran. Näin ollen multipleksaus mahdollistaa laskelmien suorittamisen rinnakkain.
Tämän prosessin avulla tutkijat moninkertaistavat 100-kertaiseksikonvoluutio-operaation nopeuden. Testien aikana tutkijat havaitsivat, että tällä fotonisella prosessilla varustettu prototyyppi luokitteli käsinkirjoitetut numerot noin 98 prosentin tarkkuudella. Tämä vastaa perinteisiä siruja, mutta kuluttaa vähemmän energiaa.
