Оптические вычислители демонстрируют возможность решать самые сложные математические задачи

Оптические вычислители демонстрируют возможность решать самые сложные математические задачи

Компания Lightelligence, специализирующаяся на оптических вычислениях, представила свою последнюю полностью интегрированную платформу оптических вычислений.

Photonic Arithmetic Computing Engine (PACE) – новейшая платформа компании для полного совмещения фотоники и электроники в малом форм-факторе. Компания заявляет, что благодаря индивидуальной 3D-упаковке и совместному проектированию в своей технологии она остаётся единственной компанией в мире, способной представить полностью интегрированные оптические вычислительные системы, работающие на высокой скорости.

В качестве первой демонстрации компанией оптических вычислений для сценариев использования, помимо машинного обучения, PACE эффективно ищет решения нескольких сложнейших задач вычислительной математики, включая проблему Изинга, а также задачи максимального и минимального сокращения графика, иллюстрирующие реальный потенциал интегрированной фотоники в передовых вычислениях.

«Эти проблемы относятся к важному классу трудноразрешимых математических задач, которые ставили математиков в тупик последние 50 лет», – говорит Ичэнь Шен, доктор философии, основатель и генеральный директор Lightelligence. «Алгоритмы для NP-полных задач важны, потому что они могут быть сопоставлены друг с другом, и у них есть сотни практических приложений в областях, включая криптографию, оптимизацию энергосистемы и расширенный анализ изображений. Прогресс, достигнутый нами в решении задач комбинаторной оптимизации, иллюстрирует потенциал нашей технологии для преобразования вычислений».

Основываясь на первой в своём роде демонстрации оптической системы искусственного интеллекта в 2019 году, PACE использует оптическое матричное умножение для генерации оптимальных решений проблемы Изинга и задач Max-Cut и Min-Cut. Алгоритм, используемый PACE, использует преимущество фундаментального принципа, согласно которому выполнение умножения матрицы на вектор с помощью света может выполняться с чрезвычайно низкой задержкой, как впервые было объявлено в Nature Communicationsi группой исследователей, в которую входил Шен.

В демонстрации PACE достигается низкая задержка за счёт использования жёсткого цикла, состоящего из многократного оптического умножения матриц и умного использования контролируемого шума для генерации высококачественных решений задач комбинаторной оптимизации. По заявлению компании, этот подход, который существенно уступает только электронным схемам, демонстрирует преимущества оптических вычислений по сравнению с традиционными электронными решениями.

Хотя эта демонстрация не показывает превосходство оптики для всех приложений, PACE запускает этот конкретный алгоритм задачи Изинга в сотни раз быстрее, чем типичный вычислительный блок, такой как NVIDIA RTX 3080, и в 25 раз быстрее, чем другие алгоритмы, такие как Simulated Bifurcation Machine для выбранной задачи Изинга. Чтобы использовать преимущества оптических вычислений, компания разработала и построила оптические микросхемы, которые без проблем работают с традиционными электронными микросхемами и системами.

«Одним из преимуществ Lightelligence перед другими компаниями, занимающимися разработкой оптических вычислений, является наша способность совместно разрабатывать множество различных областей, – говорит Эрван Ди Вита, ведущий инженер PACE в Lightelligence. «Наши инженеры в области фотоники работают вместе с инженерами по аналоговым, цифровым технологиям, упаковке и программному обеспечению над разработкой микросхем, которые затем производятся и встраиваются в 3D-системы нашими специалистами, занимающимися пост-кремниевыми технологиями. Без таких инноваций со стороны нашей команды по оптоэлектронной упаковке ничего из этого не было бы возможным».

В дополнение к достижениям в области 3D-упаковки, фотонный чип PACE содержит более 12000 дискретных фотонных компонентов, которые, как утверждается, являются самыми плотными из всех 3D-интегрированных фотонных чипов в проверенной рабочей системе. Забегая вперед, компания заявляет, что, опираясь на успех демонстрационных платформ, таких как PACE, в 2022 году совместно с мировыми лидерами в области финансов и облачных вычислений будет опробовать AI Accelerator.

«PACE доказывает, что наша интеграция фотонных чипов и электронных чипов в небольшой трехмерный стек делает то, что мы планировали, – обеспечивает беспрецедентную вычислительную мощность на платформе, которая является компактной, малопотребляющей, низкотемпературной и не ограниченной законом Мура», – говорит Шен.

Компания заявляет, что уже начала демонстрировать PACE нескольким ключевым партнерам.



Автор: Рич Пэлл

Источник: smart2zero



Поделиться:


Комментарии

Текст сообщения*
Защита от автоматических сообщений
 


На данном сайте используются cookie для сбора информации технического характера и обрабатывается Ваш IP-адрес. Продолжая использовать этот сайт, вы даете согласие на использование файлов cookies.