Transformers achieve state-of-the-art performance in language processing and computer vision. Their computation increasingly depends on hardware that can keep pace not only with large matrix multiplications, but also with nonlinear operations like Softmax within the core attention mechanism. On digital accelerators, Softmax accounts for only a small fraction of total operations, yet it can disproportionately impact overall inference latency. Here, we use thin-film lithium niobate Mach-Zehnder modulators (MZM) as analog computing elements for low-latency Transformer attention. Our high-speed nonlinearities based on the intrinsic sinusoidal MZM response achieve performance close to digital baselines in Vision Transformers and GPT-2, even under 4-bit input and output quantization. We experimentally characterize the electro-optic response at symbol rates up to 10 GBaud and assess model robustness under corresponding noise conditions. Accounting for the full signal chain, our analysis indicates more than an order of magnitude lower latency relative to previous custom electronic and photonic Softmax implementations. These results establish analog electro-optic devices as nonlinear function units well suited for integration into emerging co-packaged electronic-photonic hardware, offering a path toward high-speed Transformer inference.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

基于Transformer模型的数据模态转换综述
专知会员服务
39+阅读 · 2024年8月17日
结构保持图transformer综述
专知会员服务
42+阅读 · 2024年2月19日
【Google】高效Transformer综述,Efficient Transformers: A Survey
专知会员服务
66+阅读 · 2022年3月17日
最新《Transformers模型》教程,64页ppt
专知会员服务
326+阅读 · 2020年11月26日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
【Tutorial】计算机视觉中的Transformer,98页ppt
专知
21+阅读 · 2021年10月25日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
15+阅读 · 2022年6月14日
Arxiv
34+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
39+阅读 · 2021年11月11日
Arxiv
11+阅读 · 2021年10月26日
Arxiv
103+阅读 · 2021年6月8日
VIP会员
最新内容
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
8+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
12+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
11+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
15+阅读 · 10月20日
相关资讯
【Tutorial】计算机视觉中的Transformer,98页ppt
专知
21+阅读 · 2021年10月25日
从头开始了解Transformer
AI科技评论
25+阅读 · 2019年8月28日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
多图带你读懂 Transformers 的工作原理
AI研习社
10+阅读 · 2019年3月18日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员