美國新加速器數據處理速度提升100倍 可應用於自動駕駛汽車

2020-12-24 騰訊網

蓋世汽車訊 據外媒報導，美國喬治華盛頓大學（George Washington University）、加州大學洛杉磯分校（the University of California, Los Angeles）與高科技初創公司Optelligence LLC的研究人員合作，研發了一種光學卷積神經網絡加速器，能夠以每秒千萬億次字節的速度處理大量的信息。該技術採用光的並行性，開啟能夠處理光學信號機器學習的新時代，應用包括自動駕駛汽車、5G網絡、數據中心、生物醫學診斷、數據安全等。

現在，全球對機器學習硬體的需求大大超出了當前計算能力所能提供的。圖形處理單元和張量處理單元加速器等最新電子硬體雖然有助於緩解該問題，但是此類硬體也受到串行數據處理的挑戰。因為串行處理需要迭代數據處理，並會因布線和電路限制導致延遲。利用光學部件取代電子硬體可以通過利用非迭代方式簡化信息處理的方式，從而加速機器學習處理過程。不過，基於光學的機器學習通常受限於光學集成電路上的組件數量，限制了組件之間的連接，而不受空間限制的空間光調製器則受限於緩慢的編程速度。

傅立葉神經網絡（圖片來源：喬治華盛頓大學）

為了在此種光學機器學習系統上實現突破，研究人員利用數字鏡技術取代了空間光調製器，從而研發了一個速度提升100倍的系統。該處理器採用非迭代計時，結合快速編程能力以及大規模並行性，讓光學機器學習系統的性能甚至超出最頂級的圖形處理單元一個數量級，而且這只是最初的原型，仍有優化空間。

與當前電子機器學習硬體按照順序處理信息的範式不同，該處理器採用傅立葉光學概念處理信息。此種頻率濾波概念可利用數字鏡技術執行神經網絡所需的卷積，就像執行更簡單的元素乘法運算一樣。

Optelligence LLC公司聯合創始人Hamed Dalir表示：「該原型展示了光學加速器的商業化發展道路，該加速器已經準備好，可用於網絡邊緣處理、數據中心和高性能計算系統等各種應用。」

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