To ταχύτερο επεξεργαστή τεχνητής νοημοσύνης στο κόσμο με τη χρήση φωτός κατασκεύασε το Τμήμα Πληροφορικής του ΑΠΘ
Αποτελείται
από φωτονικούς νευρώνες
Τα μέλη της ερευνητικής ομάδας του Τμήματος Πληροφορικής ΑΠΘ που ανέπτυξαν το γρηγορότερο επεξεργαστή Τεχνητής Νοημοσύνης. Διακρίνονται από αριστερά: όρθιοι οι Δρ. Νικόλαος Πασσαλής, Αναπλ. Καθ. Νικόλαος Πλέρος, Καθ. Αναστάσιος Τέφας, καθιστοί οι Χρήστος Παππάς, Δρ. Μιλτιάδης Μόραλης-Πέγιος, Απόστολος Τσακυρίδης, Γεώργιος Γιαμουγιάννης και Μάνος Κίρτας
O ταχύτερος επεξεργαστής τεχνητής νοημοσύνης στο κόσμο, ο οποίος αποτελείται από φωτονικούς νευρώνες και λειτουργεί με φως αντί για ηλεκτρικό ρεύμα, δημιουργήθηκε από τα μέλη μιας επιστημονικής ομάδας του Τμήματος Πληροφορικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ).
Ο επεξεργαστής
Ο επεξεργαστής βασίζεται σε μια πρωτότυπη αρχιτεκτονική φωτονικών νευρώνων, η οποία επιτρέπει την υλοποίηση των αλγεβρικών πράξεων σε πολύ υψηλές ταχύτητες.
Ταυτόχρονα, αξιοποιεί ταυτόχρονα πρωτότυπες τεχνικές εκπαίδευσης των νευρωνικών δικτύων για βέλτιστη προσαρμογή των αλγορίθμων στα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του φωτός. Ο συνδυασμός αυτός «οδήγησε» στη πειραματική επίδειξη ενός φωτονικού επεξεργαστή που λειτουργεί σε ταχύτητες έως και 50GHz ( σ.σ. είναι 25 φορές μεγαλύτερη από τη ταχύτητα των σύγχρονων GPU επεξεργαστών) με ταυτόχρονη δυνατότητα για 10 φορές χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας.
Η χρησιμότητα του φωτός
στις πράξεις πολλαπλασιασμού
και πρόσθεσης
Η έρευνα του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ ανέδειξε τα σημαντικά πλεονεκτήματα ταχύτητας και ενεργειακής αποδοτικότητας, που παρέχει η χρήση του φωτός στην υλοποίηση των πράξεων πολλαπλασιασμού και πρόσθεσης. Το πλεονέκτημα της χρήσης του φωτός είναι ότι επιτρέπει στους επεξεργαστές να λειτουργούν σε ταχύτητες πολλαπλάσιες από τις σημερινές αντίστοιχες υπολογιστικές μονάδες GPU της NVIDIA και TPU της Google.
α) Σχεδιάγραμμα αρχιτεκτονικής ενός επεξεργαστή Τεχνητής Νοημοσύνης που περιλαμβάνει το φωτονικό επεξεργαστή μαζί με περιφερειακά ηλεκτρονικά κυκλώματα μνήμης, ελέγχου και μετατροπής σήματος β) Η απόδοση του φωτονικού επεξεργαστή (μπλε και κόκκινο αστεράκι) ως προς την ενεργειακή απόδοση και την υπολογιστική πυκνότητα σε αντιδιαστολή με την αντίστοιχη απόδοση σύγχρονων επεξεργαστών και τις εκτιμήσεις του 2017 για την εξέλιξη τής τεχνολογίας φωτονικών νευρώνων
Δημοσιεύσεις
σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά
και στο διεθνή τύπο
Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν ήδη σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά, όπως είναι τα εξής:
🔴«Nature Communications».
🔴«Journal of Lightwave Technology».
🔴«IEEE Journal of Selected Topics on Quantum Electronics και SPIE Advanced Photonics».
Επίσης, προκάλεσαν το ενδιαφέρον του διεθνούς τύπου με δημοσιεύσεις, σε περιοδικά, όπως είναι τα:
🔴«ScienceX».
🔴«PIC Magazine».
🔴«Compound Semiconductor».
🔴«Nanowerk» κ.ά.
Παρουσίαση στο
συνέδριο οπτικών επικοινωνιών
«Optical Fiber Communication»
Μέρος των αποτελεσμάτων παρουσιάστηκε μέσω τριών επιστημονικών ανακοινώσεων το Μάρτιο του 2023 στο μεγαλύτερο-παγκοσμίως- συνέδριο του τομέα των οπτικών επικοινωνιών «Optical Fiber Communication (OFC)», που έγινε στο Σαν Ντιέγκο των ΗΠΑ.
Οι τρεις κύριοι ερευνητές των ανακοινώσεων ήταν οι υποψήφιοι διδάκτορες του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ:
🧑💻Απόστολος Τσακυρίδης.
🧑💻Γεώργιος Γιαμουγιάννης.
🧑💻Χρήστος Παππάς.
Επιβλέπων των τριών ερευνητών ήταν ο αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ, Νικόλαος Πλέρος.
Τα μέλη της ερευνητικής ομάδας του WinPhos που παρακολούθησαν το συνέδριο «Optical Fiber Communication Conference 2023», όπου οι υποψήφιοι διδάκτορες Απόστολος Τσακυρίδης, Χρήστος Παππάς και Γεώργιος Γιαμουγιάννης κατετάγησαν μεταξύ των 7 φιναλίστ για το βραβείο «OFC Corning Student Award». Διακρίνονται από αριστερά: Δρ. Μιλτιάδης Μόραλης-Πέγιος, Απόστολος Τσακυρίδης, Χρήστος Παππάς, Γεώργιος Γιαμουγιάννης, και οι αναπληρωτές καθηγητές τουΑΠΘ κ.κ. Νικόλαος Πλέρος και Κωνσταντίνος Βυρσωκινός
Τρεις
από τους επτά φιναλίστ
του παγκόσμιου διαγωνισμού
Μεταξύ 350 φοιτητών από όλο το κόσμο, επιλέχθηκαν οι τρεις υποψήφιοι διδάκτορες εκ της διεθνούς επιτροπής του συνεδρίου μέσα στους επτά φιναλίστ για το εγνωσμένου κύρους διεθνές βραβείο «OFC Corning Student Award». Έτσι, οι τρεις από τους επτά φιναλίστ του παγκόσμιου διαγωνισμού ήταν φοιτητές του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ.
Τα πλεονεκτήματα
της φωτονικής τεχνολογίας
Τα πλεονεκτήματα της φωτονικής τεχνολογίας στο χώρο της επεξεργασίας πληροφορίας με χρήση νευρωνικών δικτύων είναι η δυνατότητα, που να αξιοποιεί τα δεδομένα με τη μορφή φωτός και τις τεχνολογίες φωτονικής ολοκλήρωσης για την υλοποίηση βαθιών νευρωνικών δικτύων.
Πρόκειται για δίκτυα, τα οποία προσπαθούν να «μιμηθούν» τη λειτουργία του ανθρώπινου εγκεφάλου και των ανθρώπινων νευρώνων στο πεδίο των υπολογιστών, με στόχο τη ταχύτερη και την αποδοτικότερη επεξεργασία της πληροφορίας.
Ταχύτατα αναπτυσσόμενος
τεχνολογικός κλάδος
Ο συγκεκριμένος επιστημονικός τομέας αποτελεί σήμερα ένα ταχύτατα αναπτυσσόμενο τεχνολογικό κλάδο, ο οποίος άρχισε να ερευνάται εντατικά πριν από μια 5ετία με το τμήμα Πληροφορικής ΑΠΘ να συγκαταλέγεται μεταξύ των τριών πρωτοπόρων, μαζί με τα δύο εκ των κορυφαίων αμερικάνικων πανεπιστημίων, ήτοι το Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) και το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον.
Διεπιστημονική συνεργασία
Η πρωτοποριακή έρευνα του ΑΠΘ στο συγκεκριμένο πεδίο βασίστηκε στη διεπιστημονική συνεργασία:
🔵Της Ερευνητικής Ομάδας Ασύρματων και Φωτονικών Συστημάτων και Δικτύων (WinPhoS, http://winphos.web.auth.gr/ ) του ΚΕΔΕΚ ΑΠΘ.
🔵Της Ερευνητικής Ομάδας Υπολογιστικής Νοημοσύνης και Βαθιάς Μάθησης του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ (CIDL Research group, https://cidl.csd.auth.gr/).
Επιστημονικά υπεύθυνοι της έρευνας είναι αντίστοιχα στις δύο ερευνητικές ομάδες :
🟤Ο αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ, Νικόλαος Πλέρος.
🟤Ο καθηγητής του Τμήματος Πληροφορικής του ΑΠΘ, Αναστάσιος Τέφας.
Διεθνής Χρηματοδότηση
Η έρευνα των φοιτητών και των καθηγητών του ΑΠΘ στο τομέα των φωτονικών νευρωνικών δικτύων για τις εφαρμογές τεχνητής νοημοσύνης έχει προσελκύσει σημαντική χρηματοδότηση από:
🔴Πλήθος ευρωπαϊκών Horizon και εθνικών ερευνητικών προγραμμάτων.
🔴Tην αμερικανική startup εταιρεία Celestial AI, η οποία εδρεύει στη περιοχή της Σίλικον Βάλλεϋ με μεγαλύτερη πόλη το Σαν Χοσέ της Καλιφόρνια.
©Typologos.com 2023
