Transformers have emerged as the dominant neural-network architecture, achieving state-of-the-art performance in language processing and computer vision. At the core of these models lies the attention mechanism, which requires a nonlinear, non-negative mapping using the Softmax function. However, although Softmax operations account for less than 1% of the total operation count, they can disproportionately bottleneck overall inference latency. Here, we use thin-film lithium niobate (TFLN) Mach-Zehnder modulators (MZMs) as analog nonlinear computational elements to drastically reduce the latency of nonlinear computations. We implement electro-optic alternatives to digital Softmax and Sigmoid, and evaluate their performance in Vision Transformers and Large Language Models. Our system maintains highly competitive accuracy, even under aggressive 4-bit input-output quantization of the analog units. We further characterize system noise at encoding speeds up to 10 GBaud and assess model robustness under various noise conditions. Our findings suggest that TFLN modulators can serve as nonlinear function units within hybrid co-packaged hardware, enabling high-speed and energy-efficient nonlinear computation.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

结构保持图transformer综述
专知会员服务
42+阅读 · 2024年2月19日
144页ppt!《Transformers》全面讲解,附视频
专知会员服务
118+阅读 · 2023年1月1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
【NeurIPS 2021】流形上的注意力机制:规范等变的Transformer
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
60+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
0+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 · 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
31+阅读 · 2023年1月8日
Arxiv
34+阅读 · 2022年2月15日
Arxiv
11+阅读 · 2021年10月26日
Arxiv
103+阅读 · 2021年6月8日
Arxiv
23+阅读 · 2020年9月16日
VIP会员
相关主题
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
5+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
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
0+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 · 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