Mały chip sortuje 2 miliony obrazów na sekundę bez procesora lub pamięci RAM

Fotoniczna sieć neuronowa, stworzona przez inżynierów z Uniwersytetu Pensylwanii, to tzw

malutki chip o powierzchni 9,3 mm2. System działa poprzez bezpośrednie przetwarzanie światła otrzymanego od obiektu zainteresowania.

Naukowcy wyjaśniają, że w tradycyjnymsieci neuronowe wykorzystywane do rozpoznawania obrazu, najpierw czujnik, taki jak kamera, tworzy obraz obiektu docelowego. Dane optyczne są przekształcane w sygnał elektryczny, a następnie w kod binarny, który można przetwarzać, analizować, przechowywać i sortować za pomocą chipów komputerowych. Aktualne ograniczenie prędkości takich technologii jest ustalane przez harmonogram zegara procesora, w którym obliczenia następują jedna po drugiej w kolejności liniowej.

Nowy rozwój wyeliminował cztery główneCzynniki czasochłonne w tradycyjnym chipie cyfrowym: konwersja sygnałów optycznych na sygnały elektryczne, wprowadzanie danych do formatu binarnego, wymaganie dużego modułu pamięci i wykonywanie obliczeń opartych na zegarze.

Schematyczne przedstawienie zasad działania chipa. Zdjęcie: Ella Maru Studio, Penn Engineering Today

Fotoniczna sieć neuronowa przetwarzafale padają na szereg pikseli na krysztale, gdy rozchodzą się przez warstwy neuronów. Twórcy twierdzą, że w każdym neuronie obliczenia liniowe są dokonywane optycznie, a funkcja aktywacji nieliniowej realizowana jest za pomocą optoelektroniki.

Neurony optyczne chipa są ze sobą połączoneza pomocą falowodów i przewodów optycznych. Informacje przepływają przez warstwy sieci, a każdy krok pomaga zaklasyfikować obraz wejściowy do jednej z poznanych kategorii.

Autorzy artykułów zauważają, że równomiernie rozłożone źródło światła zapewnia ten sam zakres wyjściowego sygnału optycznego dla każdego neuronu. Pozwala to na skalowanie sieci.

Inżynierowie twierdzą, że szybsze przetwarzaniejest kluczem do udoskonalenia wielu aplikacji, takich jak rozpoznawanie twarzy, automatyczne wykrywanie tekstu na zdjęciach lub pomaganie samochodom autonomicznym w identyfikowaniu przeszkód.

Czytaj więcej

Chińska sztuczna inteligencja przewiduje przebieg rakiet naddźwiękowych. Strajk odwetowy będzie przed nami

Z mieszaniny wirusa HPV, raka i kiły wyłoniły się „nieśmiertelne” komórki: co o nich wiadomo

Astronomowie z Japonii odkryli w galaktyce nieznaną strukturę