Шанхайський інститут оптики та точної механіки при Китайській академії наук представив революційний оптичний процесор, здатний виконувати до 2560 тераоперацій на секунду (TOPS) при тактовій частоті 50 ГГц. Це рішення призначене для надвисокопаралельних оптичних обчислень і є першим у своєму роді, за словами китайських дослідників.
Про це розповідає ProIT
Інноваційна архітектура й ключові особливості
На відміну від традиційних оптичних чипів, які працюють на одній довжині хвилі, новий процесор використовує технологію поділу лазерного променя на понад 100 каналів. Всі ці оптичні канали проходять через надкомпактну інтегральну схему, розміром з ніготь, забезпечуючи надвисоку пропускну здатність без збільшення фізичних габаритів пристрою.
Як зазначив керівник проєкту Се Пен, значного підвищення продуктивності вдалося досягти завдяки використанню солітонних мікрогребінок — спеціальних кільцевих резонаторів, які розділяють щільний лазерний промінь на спектральні «зубці». Кожен з них переносить окремий потік даних, що суттєво розширює можливості багатоканальної обробки інформації.
Переваги оптичного підходу для штучного інтелекту та обробки даних
Завдяки тому, що світло не піддається резистивному нагріву, як це властиво електронним схемам, оптичні канали можуть розміщуватися поруч з мінімальними втратами енергії та незначним ризиком перегріву. Розробники відзначають широку оптичну смугу пропускання понад 40 нм, низьке енергоспоживання та можливість повної реконфігурації маршрутизації сигналу. Це відкриває шлях до вирішення складних завдань — від розпізнавання зображень до обробки сигналів у режимі реального часу.
Науковці переконані, що велика кількість паралельних каналів нового чипа дозволить сучасним нейромережам працювати значно ефективніше, ніж із використанням традиційних графічних процесорів.
“Нейромережі, які спираються на безліч ідентичних математичних операцій, природно відображаються на багатосмуговій структурі чіпа. Низька затримка робить технологію привабливою для периферійних пристроїв — від високочастотних торгових серверів до роїв дронів, де рахунок йде на мілісекунди, а бюджети на енерговитрати обмежені”.
Окрім систем штучного інтелекту, новий процесор може прискорити моделювання складних процесів, медичну візуалізацію та інші об’ємні робочі навантаження, які важко виконати виключно на електронних компонентах. Розробники підкреслюють, що їм вдалося суттєво збільшити кількість смуг пропускання, не знижуючи швидкість обробки.
Результати дослідження були оприлюднені у журналі eLight.