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
Комментарии