Optična povezava čipov prinaša 100-krat hitrejše delovanje ob minimalni porabi

Foto: Pixabay
Foto: Pixabay

Skupina raziskovalcev s Pekinške univerze je razvila prototip optičnega povezovalnega sistema, ki obeta korenit premik pri izvajanju modelov umetne inteligence. Namesto nenehnega dodajanja novih in potratnih grafičnih procesorjev so se znanstveniki osredotočili na odpravo največjega ozkega grla v računalništvu, in sicer počasnega prenosa podatkov med posameznimi čipi. Z uporabo svetlobe namesto klasičnih električnih povezav so dosegli osupljive rezultate.

V središču te nove arhitekture je silicijev fotonični oddajnik-sprejemnik s hitrostjo 400 Gbps, ki pretvarja električne signale v svetlobne in obratno. Ta deluje z roko v roki s prilagojenim optičnim stikalnim čipom, ki usmerja podatke med računskimi vozlišči in ustvarja izjemno prilagodljivo komunikacijsko omrežje s skupno pasovno širino preklapljanja do 6,4 Tbps. Ključna prednost tega stikala je izjemno nizka skupna izguba signala, ki znaša manj kot 5 dB. To omogoča hiter prenos podatkov brez napak in brez potrebe po zapletenem zunanjem optičnem ojačevanju signala.

Za praktični preizkus te zasnove so raziskovalci uporabili petplastno konvolucijsko nevronalno omrežje, namenjeno odstranjevanju šumov s slik. Vsaka plast omrežja je bila dodeljena svoji računski enoti, optično stikalo pa je procesorje povezalo v skupno enoto. Namesto da bi se vmesni podatki nenehno zapisovali v delovni pomnilnik in nato pošiljali naprej, so se prenašali neposredno skozi optično omrežje. To je znatno zmanjšalo »zamude« in omogočilo, da so procesne enote delovale brez prekinitev.

Rezultati so bili presenetljivi. V primerjavi s komercialnim grafičnim procesorjem, ki je opravljal enako nalogo čiščenja slik, je optični sistem deloval več kot stokrat hitreje. Pri tem pa je porabil le približno devetino računske moči.

Kljub navdušenju pa moramo ostati nekoliko zadržani. Gre namreč za zgodnji laboratorijski prototip, prenos takšne tehnologije v množično proizvodnjo pa je vedno izjemno zahteven izziv. Integracija zapletene optike neposredno na silicij prinaša visoke proizvodne stroške in tehnične ovire, ki jih bo treba šele premagati. Če pa bo projekt uspešen, bi lahko ta tehnologija ponudila rešitev za nevzdržno porabo energije v sodobnih podatkovnih centrih in optimizirala delovanje naprav na samem robu omrežja.


Vam je bila novica zanimiva?

Povejte prijateljem, da ste novico prebrali na Računalniških novicah.

Share
Prijavi napako v članku
Vas zanima več iz te teme?
računalniški procesorji


Kaj berejo drugi?

Partnerji Računalniških novic Prikaži vse

Zlati partner

BROTHER CEE GmbH

Glavna cesta 46, 4202 Naklo, Tel: 030 600 474
Dejavni so v 28 državah, Brotherjevi izdelki pa so na voljo v več kot 100 državah.  Od ustanovitve korporacije leta 1934 si prizadevajo, da bi ideje prenesli v prakso z ustvarjanjem ... Več

MAT3, MATEJ BOŽIČ s.p.

Vipavska cesta 2c, 5270 Ajdovščina, Tel: 031 200 701
MAT3 Podjetje MAT3 Matej Božič s.p. je bilo ustanovljeno v letu 2013. Njihov cilj? Postati uspešno podjetje na področju servisa računalnikov, fotografiranja in izdelave spletnih ... Več
Bronasti partner

Agencija POTI – Z znanjem do cilja!

Stegne 7, 1000 Ljubljana, Tel: 01 511 39 21
Agencija POTI – Z znanjem do cilja! Agencija POTI, izobraževalna, svetovalna in založniška družba, si je v več kot 20. letih delovanja, pridobila obilico znanja in izkušenj ... Več
Zlati partner

UL FRI

Večna pot 113, 1000 Ljubljana, Tel: 01 479 81 03
Spoznali smo že, da so računalniki neverjetni stroji, za katere se zdi, da ni meja, da so sposobni narediti vse, kar si človek zamisli in tudi tisto, kar si danes večina ljudi še ... Več