Бурное развитие искусственного интеллекта выдвинуло более высокие требования к скорости передачи данных, а традиционные кабельные соединения стали узким местом. Чтобы преодолеть это ограничение, исследовательская группа под руководством Мичиганского университета работает над разработкой новой системы соединения чипов, основанной на передаче световых волн, с целью решить проблему «стены памяти» и способствовать дальнейшему развитию моделей искусственного интеллекта. Проект получил крупный грант Национального научного фонда и был поддержан рядом университетов и технологических гигантов, которые вместе работали над повышением скорости передачи данных для удовлетворения растущего спроса на вычисления с использованием искусственного интеллекта.
В современном развитии искусственного интеллекта (ИИ) скорость передачи данных стала важным узким местом, ограничивающим его прогресс. Чтобы преодолеть этот барьер, исследовательская группа под руководством Мичиганского университета (UM) разрабатывает новую систему подключения чипов, которая использует световые волны вместо традиционных кабелей для передачи данных. Ожидается, что это нововведение решит проблему «стены памяти», которая ограничивает скорость вычислений, и будет способствовать дальнейшему развитию моделей ИИ.
Проект получил финансирование в размере 2 миллионов долларов США в рамках программы Future Semiconductors Национального научного фонда. В нем приняли участие Вашингтонский университет, Пенсильванский университет, Национальная лаборатория Лоуренса Беркли и четыре отраслевых партнера, включая Google, Hewlett Packard Enterprise, Microsoft и Nvidia. Хотя скорость обработки данных увеличилась в 60 000 раз за последние 20 лет, скорость передачи данных между памятью компьютера и процессором увеличилась только в 30 раз. Такое непропорциональное увеличение делает передачу данных самым большим препятствием для расширения моделей искусственного интеллекта.
«Наша технология позволяет высокопроизводительным вычислениям идти в ногу с постоянно растущими потоками данных», — сказал Ди Лян, главный исследователь проекта и профессор электротехники и компьютерной техники UM. «С помощью оптических соединений мы ожидаем достичь десятков терабит в секунду. «Скорость передачи данных более чем в 100 раз выше, чем при нынешних электрических соединениях».
В настоящее время передача данных между несколькими чипами памяти и процессора осуществляется с помощью металлических соединений, что имеет серьезные ограничения по скорости и пропускной способности. Поскольку масштаб моделей искусственного интеллекта продолжает расширяться, текущая модель проводного подключения больше не может удовлетворить спрос. Новый проект исследовательской группы будет использовать характеристики передачи света для передачи данных между чипами через каналы, называемые оптическими волноводами, что значительно повысит эффективность передачи данных.
Еще одной особенностью новой технологии является ее реконфигурируемость. Исследователи планируют использовать специальные материалы с фазовым переходом, показатель преломления которых меняется, когда материал стимулируется лазерным светом или напряжением, что позволяет гибко регулировать путь луча. Как говорит соавтор проекта профессор Лян Фэн из Пенсильванского университета: «Точно так же, как открываются и закрываются дороги, если компании примут эту технологию для производства чипов, они смогут переписать компоновку других компонентов, не меняя компоновку других компонентов». Соединения между различными партиями чипов и серверов».
Кроме того, исследовательская группа разработает программное обеспечение для управления потоками, которое будет отслеживать, какие чипы должны взаимодействовать в режиме реального времени, чтобы соединения можно было регулировать на лету. Этот гибкий метод подключения не только повышает эффективность обработки данных, но также может динамически настраиваться в соответствии с различными требованиями модели ИИ.
Программа также предоставит студентам UM возможность работать с промышленностью, позволяя им получить ценный практический опыт в быстро развивающейся области технологий. Профессор Ли сказал: «Сотрудничество с промышленностью позволяет студентам лучше понять современную
Ожидается, что эта инновационная технология подключения оптических чипов полностью решит проблему передачи данных при разработке ИИ, обеспечит надежную поддержку для масштабирования и улучшения производительности будущих моделей ИИ, а также предоставит студентам ценные возможности практического обучения. Его реконфигурируемость и гибкое управление потоками делают его большим потенциалом в приложениях.