McMahon, membre de Packard, repense l’informatique en réseau de neurones | Chronique de Cornell

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L’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique sont devenus des outils essentiels pour l’imagerie médicale, les véhicules autonomes et de nombreuses autres applications, mais les ingénieurs avertissent que l’augmentation exponentielle de la puissance informatique nécessaire pour exécuter un tel logiciel de réseau neuronal n’est pas durable sans de nouveaux types de matériel.

Grâce à une bourse Packard pour la science et l’ingénierie de la Fondation David et Lucile Packard, Peter McMahon, professeur adjoint de physique appliquée et d’ingénierie au College of Engineering, vise à exploiter la puissance de la photonique pour construire des processeurs pour les réseaux de neurones qui sont plus de 1 000 fois plus économes en énergie que les processeurs numériques les plus avancés d’aujourd’hui. Ces nouveaux processeurs permettront des réseaux plus vastes qui transformeront les capacités de l’intelligence artificielle.

McMahon fait partie des 20 chercheurs en début de carrière de la classe 2021 des boursiers Packard, a annoncé le 14 octobre. La bourse est dotée de 875 000 $ sur cinq ans pour explorer la recherche avec presque aucune restriction.

Il y a un regain d’intérêt pour les approches non conventionnelles de l’informatique et c’est une période très excitante pour être sur le terrain, a déclaré McMahon, notant que la bourse l’aidera à explorer des concepts en informatique photonique qui sont plus spéculatifs que ce que les sources de financement standard risqueraient généralement. justificatif.

L’intérêt d’exploiter la photonique, la science et l’application technologique des photons, qui sont des particules de lumière pour les réseaux de neurones, survient à un moment où un nombre toujours plus grand de transistors sont entassés sur des puces informatiques, consommant de plus en plus d’énergie. En conséquence, les centres de données se développent à un rythme qui n’est ni économiquement ni écologiquement durable.

Les plus grands centres de données planifiés consommeront 1 gigawatt d’énergie, plus que toute la ville de San Francisco, a déclaré McMahon, ils sont donc déjà proches de la limite de ce qui est faisable.

Par rapport à l’électronique numérique, la photonique analogique a le potentiel pour les processeurs d’exploiter des bandes passantes beaucoup plus larges, avec une plus grande efficacité énergétique. Il y a un certain nombre de défis scientifiques qui doivent être surmontés pour que le traitement photonique devienne compétitif avec les processeurs électroniques, mais McMahon a précédemment démontré l’utilisation de la photonique dans un processeur non conventionnel qui résolvait les problèmes d’optimisation avec les mêmes performances que l’état de l’art. processeurs électroniques.

Avec la bourse Packard, McMahon concevra, prototypera et étudiera des processeurs photoniques pour les réseaux de neurones. Son laboratoire concevra des appareils optiques en espace libre et des puces photoniques qui tirent parti de l’optique linéaire et non linéaire pour réaliser des réseaux neuronaux de faible puissance utiles pour diverses tâches, notamment la reconnaissance d’images, le suivi d’objets et la détection optique.

McMahon a décrit la réception de la bourse comme un effort d’équipe et a reconnu les collègues de Cornell qui ont influencé sa direction de recherche, notamment les chercheurs postdoctoraux Tatsuhiro Onodera, Tianyu Wang et Logan Wright. McMahon a également remercié Iwijn De Vlaminck, professeur agrégé de génie biomédical, et plusieurs précédents boursiers Packard à Cornell pour leurs commentaires sur sa proposition.

Parmi les lauréats récents de Cornell, citons Kirstin Petersen, professeure adjointe en génie électrique et informatique (2019); Ilana Brito, professeure adjointe de génie biomédical (2017) et Lena Kourkoutis, professeure agrégée de physique appliquée et d’ingénierie (2014).

Syl Kacapyr est responsable des relations publiques et du contenu pour le College of Engineering.

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