Оптичният чип, подобен на мозъка, обработва почти 2 милиарда изображения в секунда

Сподели

Изследователи от Университета на Пенсилвания разработиха нов мощен оптичен чип, който може да обработва почти 2 милиарда изображения в секунда. Устройството е съставено от невронна мрежа, която обработва информацията като светлина, без да се нуждае от компоненти, които забавят традиционните компютърни чипове, като паметта.

Основата на новия чип е невронна мрежа, система, моделирана по начина, по който мозъкът обработва информация. Тези мрежи са съставени от възли, които се свързват помежду си като неврони и дори се „учат“ по подобен начин на органичните мозъци, като са обучени върху набори от данни, като например разпознаване на обекти в изображения или думи в реч. С течение на времето те стават много по-добри в тези задачи.

Но вместо електрически сигнали, новият чип обработва информация под формата на светлина. Той използва оптични проводници като свои неврони, подредени в множество слоеве, всеки от които е специализиран в определен тип класификация.

При тестове екипът направи чип с размери 9,3 мм2 (0,01 инча2) и го приложете да категоризирате поредица от ръкописни знаци, които приличат на букви. След като беше обучен върху съответните набори от данни, чипът успя да класифицира изображенията с 93,8 процента точност за набори, съдържащи два типа знаци, и 89,8 процента точност за четири типа.

Извадка от буквоподобните знаци, които новият чип на оптична невронна мрежа беше натоварен да класифицира

Университет на Пенсилвания

Най-впечатляващото е, че чипът успя да категоризира всеки знак в рамките на 0,57 наносекунди, което ще му позволи да обработва 1,75 милиарда изображения в секунда. Екипът казва, че тази скорост идва от способността на чипа да обработва информация като светлина, което му дава няколко предимства пред съществуващите компютърни чипове.

„Нашият чип обработва информация чрез това, което наричаме „изчисление чрез разпространение“, което означава, че за разлика от базираните на часовник системи, изчисленията се извършват, когато светлината се разпространява през чипа“, каза Фируз Афлатуни, водещ автор на изследването. „Също така пропускаме стъпката на преобразуване на оптични сигнали в електрически сигнали, защото нашият чип може да чете и обработва оптични сигнали директно и двете промени правят нашия чип значително по-бърза технология.

Друго предимство е, че информацията, която се обработва, не е необходимо да се съхранява, така че също така спестява време, като не се налага да изпраща данни в паметта, и пространство, като изобщо не се нуждае от компонент за памет. Екипът също така казва, че несъхраняването на данните също е по-сигурно, тъй като предотвратява всякакви възможни течове.

Следващите стъпки за екипа са да започне да увеличава мащаба на чипа и да адаптира технологията за обработка на други видове данни.

„Това, което е наистина интересно за тази технология, е, че тя може да направи много повече от класифициране на изображения“, каза Афлатуни. „Вече знаем как да преобразуваме много типове данни в електрически домейн – изображения, аудио, реч и много други типове данни. Сега можем да преобразуваме различни типове данни в оптичния домейн и да ги обработваме почти мигновено, използвайки тази технология.

Изследването е публикувано в списанието природата.

Източник: Университет на Пенсилвания



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели