| cyqdesign |
2021-04-18 13:57 |
光學(xué)人工智能或讓科幻成為現(xiàn)實(shí)
在科幻小說《三體》里，有這么一段描述：“每秒500萬億次浮點(diǎn)運(yùn)算的計(jì)算機(jī)，出現(xiàn)在“面壁計(jì)劃”里。這是第二位面壁者雷迪亞茲看到的人類最強(qiáng)的計(jì)算力，用于頂尖的核爆模擬�！� ,ut7`_Fy
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這里的浮點(diǎn)運(yùn)算可以理解成對小數(shù)進(jìn)行計(jì)算，是非常精細(xì)的運(yùn)算模式，現(xiàn)實(shí)生活中的科學(xué)計(jì)算往往難以實(shí)現(xiàn)。但現(xiàn)在，基于光計(jì)算高速、低功耗、高并行的優(yōu)勢，來自清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出并構(gòu)建了光電智能衍射計(jì)算處理器（Diffractive Processing Unit, DPU）。 iaHL&)[YK
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該處理器的構(gòu)架采用了光學(xué)衍射的物理現(xiàn)象，其能夠產(chǎn)生大規(guī)模的光學(xué)互聯(lián)，從而助力構(gòu)建高復(fù)雜度的光學(xué)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。此外，DPU充分利用了光的波粒二象性，通過控制光波傳播的波前分布來實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)重的調(diào)整，從而利用光電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)人工神經(jīng)元的功能。 z >z9xG'
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DPU 的運(yùn)行過程光計(jì)算部分則幾乎承擔(dān)所有的計(jì)算操作，其采用高通量可編程的光電器件并結(jié)合電子計(jì)算的靈活特性，以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)調(diào)控以及大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的編程。 1 RVs!;
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值得一提的是，將其所構(gòu)建的系統(tǒng)應(yīng)用于分類和識(shí)別任務(wù)，并在深度學(xué)習(xí)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)集上進(jìn)行性能驗(yàn)證，包括手寫數(shù)字圖像數(shù)據(jù)集、時(shí)尚物品圖像數(shù)據(jù)集，以及人類動(dòng)作視頻數(shù)據(jù)集，結(jié)果光電智能計(jì)算模型性能超越了 LeNet-4 電子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。 W0XfU `
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除此以外，該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)高速、高精度的人類動(dòng)作識(shí)別。在運(yùn)行同樣的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)條件下，光電計(jì)算系統(tǒng)與特斯拉 V100 圖形處理器（GPU）相比，計(jì)算速度提高了8倍，系統(tǒng)能效提升超過一個(gè)數(shù)量級，核心模塊計(jì)算能效則提升了四個(gè)數(shù)量級。 jbWgL$
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