IBM的研究人員為了滿足算法對處理能力看似無休止的需求推出了一種新的方法，VPS，這可能意味著深度學(xué)習(xí)應(yīng)用的大變化：執(zhí)行計算的處理器用的完全是光而不是電。

IBM的研究人員根據(jù)光粒子的特性創(chuàng)造了一個光子張量核，該光子張量核能夠以前所未有的速度處理數(shù)據(jù)，可用于超低延遲的人工智能應(yīng)用。雖然該光子張量核設(shè)備只進(jìn)行了小規(guī)模的測試，但有關(guān)報告指，該處理器經(jīng)開發(fā)后，可以實現(xiàn)每秒每平方毫米一千萬億次的乘累加（MAC）操作；據(jù)IBM的科學(xué)家說，這樣的速度是靠電信號的 "最先進(jìn)人工智能處理器 "的兩倍多。

IBM多年來一直在研究新型的處理單元方法。部分研究集中在開發(fā)內(nèi)存計算技術(shù)上，亞洲服務(wù)器租用，內(nèi)存計算指內(nèi)存和處理以某種形式共存。這樣做可以避免在處理器和各個隨機(jī)存取內(nèi)存單元之間傳輸數(shù)據(jù)，可以節(jié)省能源及減少延遲。

IBM的研究人員去年曾宣布成功開發(fā)了一種全光學(xué)的內(nèi)存處理方法：他們將內(nèi)存計算集成在一個光芯片上，利用光執(zhí)行計算任務(wù)。該團(tuán)隊還做了部分實驗證明利用該技術(shù)可以有效地進(jìn)行基本的標(biāo)量乘法。

IBM研究院的工作人員Abu Sebastian在一篇新的博客文章中稱目前使用基于光的內(nèi)存處理器達(dá)到了一個新的里程碑。該團(tuán)隊建立了一個光子張量核，該處理核可以執(zhí)行復(fù)雜的矩陣數(shù)學(xué)運算，特別適合深度學(xué)習(xí)應(yīng)用。光子張量核的實現(xiàn)將基于光的內(nèi)存處理技術(shù)推進(jìn)到了新的階段。基于光的張量核可用于執(zhí)行名為卷積的運算，卷積運算對于處理圖像等視覺數(shù)據(jù)非常有用。

IBM研究院的研究人員Abu Sebastian告訴記者，“我們在2019年的實驗主要是為了展示該技術(shù)的潛力。標(biāo)量乘法離任何現(xiàn)實生活中的應(yīng)用都是那么遙遠(yuǎn)。而現(xiàn)在我們實現(xiàn)了整個卷積處理器，該卷積處理器大可用做深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一部分。這樣的卷積將是光學(xué)處理的殺手級應(yīng)用。從這個意義上說，這已經(jīng)是相當(dāng)大的一步了。”

基于光的設(shè)備相比于基于電的設(shè)備最顯著的優(yōu)勢是速度大大加快。IBM開發(fā)的技術(shù)利用光學(xué)物理學(xué)原理可以在單核里并行運行復(fù)雜的運算，每次的計算使用光學(xué)波長不同。IBM的科學(xué)家們再結(jié)合內(nèi)存計算實現(xiàn)了遠(yuǎn)非電子電路可以比擬的超低延遲。因此，對于一些需要極低延遲的應(yīng)用而言，光子處理的速度可能將帶來極大的變化。

Sebastian提到自動駕駛汽車的例子，這地方檢測速度可能關(guān)乎拯救生命。他表示，"假如你在高速公路上以每小時100英里的速度行駛，而且需要在一定距離內(nèi)檢測一些東西，在某些情況下，你靠現(xiàn)存的技術(shù)做不到。但用了基于光子的系統(tǒng)，那種響應(yīng)速度比電子方法好了幾個數(shù)量級。"

IBM開發(fā)的基于光子的處理器具有同時執(zhí)行多項操作的能力，所需的計算密度也就要低得多。據(jù)Sebastian說，這可能是另一個關(guān)鍵的差異化因素：這位科學(xué)家說，在未來的某個時候，那種靠汽車后備箱一排排傳統(tǒng)GPU支持的超級復(fù)雜的人工智能系統(tǒng)是肯定不能滿足需要的。大多數(shù)大型車企現(xiàn)在都在開設(shè)自己的人工智能研究中心，Sebastian認(rèn)為，自動駕駛車輛是基于光的處理器的重要應(yīng)用。他表示，"自動駕駛領(lǐng)域的確需要低延遲推理，而目前還沒有任何技術(shù)可以滿足這個需求。這是一個獨特的機(jī)會。"

IBM團(tuán)隊雖然已成功設(shè)計及測試了一個強大的核，但他們?nèi)孕钄U(kuò)充試驗，以確保該項技術(shù)可以整合到系統(tǒng)層面上及確保端到端的性能。Sebastian表示，“我們還需要在這一塊做更多的工作。”據(jù)這位科學(xué)家介紹，相關(guān)的工作已經(jīng)展開，而且，隨著研究的深入，可能出現(xiàn)更多的應(yīng)用。計算領(lǐng)域的光換電無疑是一個值得關(guān)注的點。