Lightelligence pokazało układ PACE, PACE, Lightelligence, Lightelligence PACE

Lightelligence pokazało układ PACE. Jest 350-razy wydajniejszy od RTX 3080 w konkretnych obliczeniach

Co powiecie na nowoczesny układ, który jest w stanie wykonywać operacje z prędkością światła i przewyższać w niektórych operacjach wydajność RTX 3080 i to nie kilka, a kilkaset razy? Takie dzieło stworzyła bostońska firma Lightelligence, integrując ze sobą zarówno układy elektroniczne, jak i optyczne, które dały początek PACE – Photonic Arithmetic Computing Engine. To z kolei można przetłumaczyć na Fotoniczny Arytmetyczny Silnik Obliczeniowy.

Historia Lightelligence i PACE

Zanim przejdziemy do szczegółów samego PACE, przenieśmy się cztery lata w przeszłość, kiedy to w dzienniku Nature została opublikowana praca „Deep Learning with Coherent Nanophotonic Circuits”. Tak się składa, że jej autorem jest CEO i założyciel firmy Lightelligence, Yichen Chen, który uznał, że obwody optyczne staną na czele wysiłków obliczeniowych związanych ze sztuczną inteligencją. Przekonał do tego wiele osób, bo do 2020 roku udało mu się uzyskać dla firmy całe 100 milionów dolarów finansowania i zatrudnić około 150 pracowników.

Czytaj też: Procesory i karty graficzne Intela do 2025 roku. Wyciek zdradza wiele

Jedną z unikalnych przewag Lightelligence nad innymi firmami rozwijającymi obliczenia optyczne jest nasza zdolność do wspólnego projektowania wielu różnych dziedzin. Nasi inżynierowie fotoniki współpracują z inżynierami analogowymi, cyfrowymi, zajmującymi się opakowaniami i oprogramowaniem przy projektowaniu chipów, które są następnie produkowane i wbudowywane w systemy 3D przez nasze zespoły. Bez takich innowacji ze strony naszego zespołu zajmującego się opakowaniami optoelektronicznymi, nic z tego nie byłoby możliwe

– powiedział Erwan Di Vita, główny inżynier PACE w Lightelligence.

Na całe szczęście na obietnicach się nie skończyło i tak też właśnie zadebiutował w swojej demonstracyjnej fazie PACE. Ten ma przekonać inwestorów do dalszego wspierania Lightelligence, aby spełnić plan firmy, którym jest wprowadzenie na rynek pilotażowego akceleratora sztucznej inteligencji w 2022 roku i rozpoczęcie masowej dystrybucji sprzętu opartego na fotonice już w 2023 roku na profesjonalne rynki.

Musicie wiedzieć, że PACE radzi sobie tak świetnie (jak wspomniałem w tytule) nie w każdym obliczeniu, a tylko w tych konkretnych z udziałem sztucznej inteligencji. W praktyce rzeczywiście może być więc szybszy o te 350-razy od karty graficznej GeForce RTX 3080 od NVIDIA (wprawdzie nie flagowej, ale w top 3 najwydajniejszych), ale w ogólnym zastosowaniu już niekoniecznie.

Czytaj też: Znamy szczegóły TSMC N4X. To specjalny proces produkcyjny do sprzętu HPC

Zapewnia więc wprawdzie ekstremalną akcelerację obliczania macierzy (w skrócie to one stoją za SI), ale wyłącznie dla pewnych obciążeń obliczeniowych związanych z SI, maszynowym i głębokim uczeniem. Jest m.in. w stanie efektywnie wyszukać rozwiązania kilku najtrudniejszych matematycznych problemów obliczeniowych, czy grafowych.

Problemy te należą do ważnej klasy nierozwiązywalnych problemów matematycznych znanych jako NP-zupełne, które nie dawały spokoju matematykom przez ostatnie 50 lat. Algorytmy dla problemów NP-zupełnych są ważne, ponieważ problemy te mogą być odwzorowane na siebie nawzajem i mają setki praktycznych zastosowań w dziedzinach takich jak kryptografia, optymalizacja sieci energetycznej i zaawansowana analiza obrazu. Postęp, jaki poczyniliśmy w zakresie NP-zupełnych problemów optymalizacji kombinatorycznej, ilustruje potencjał naszej technologii do przekształcenia obliczeń.

– powiedział Yichen Shen, Ph.D., założyciel i dyrektor generalny Lightelligence.

Wyjątkowość i możliwości PACE od Lightelligence. Śmiało możemy uznać go za przykład sprzętu ASIC

Wysoka wydajność PACE w konkretnych obliczeniach sprowadza się do samej struktury tego układu. Dzięki wykorzystaniu optyki, dane przemieszczają się w nim z prędkością światła, co obniża ogólny poziom opóźnień towarzyszący zwykle w tradycyjnych obwodach elektronicznych. Jest to jednak tylko część całej wspaniałości PACE, która choć jest zdecydowanie najważniejszym elementem, to byłaby bezużyteczna bez zaplecza tradycyjnych półprzewodników oraz oprogramowania. W sferze software firma również zabłysła, opracowując autorskie algorytmy, rozwiązujące niektóre z fundamentalnych problemów obliczeniowych w środowisku fotonicznym.

Reklama

Czytaj też: Jeszcze wydajniejszy Core i9 na horyzoncie. Intel szykuje „najlepsze z najlepszych”

Sam w sobie PACE rozwiązuje też coraz większy problem wydajniejszych sprzętów obliczeniowych, czyli pobieraną energię elektryczną i generowane w tym procesie ciepło odpadowe. Innymi słowy, w praktyce pozwoli to obniżyć koszty centrów danych z układami PACE pod kątem eksploatacji i uprości potrzebny układ chłodzenia. Są nawet szanse, że układów tego typu nie trzeba będzie w ogóle chłodzić, bo ten system na bazie optyki nie cierpi na ciepło wytwarzane przez opór prądu. Wszystko opiera się bowiem na świetle, które już od dawna wykorzystują dostarczające nam wysokie prędkości Internetu światłowody.