Китайські вчені розробили надефективний аналоговий фотоелектронний чіп

Китайські вчені з Університету Цинхуа розробили повністю аналоговий фотоелектронний чіп, який може опрацьовувати завдання комп'ютерного зору з більшою швидкістю та енергоефективністю, ніж існуючі чіпи. Про це повідомило Інформаційне агентство Сіньхуа.

Висновки дослідницької групи, які забезпечують альтернативу існуючим технологіям, що базуються на аналого-цифровому перетворенні, були опубліковані в журналі Nature.

Аналогові та цифрові сигнали – це два типи сигналів, що несуть інформацію. У обчислювальних завданнях, заснованих на зорі, таких як розпізнавання зображень та виявлення об'єктів, сигнали з навколишнього середовища є аналоговими, і їх потрібно перетворити на цифрові сигнали для обробки за допомогою нейромереж штучного інтелекту, що представляють собою системи, навчені розпізнавати закономірності та взаємозв'язки в наборі даних. Однак аналого-цифрове перетворення потребує багато часу та енергії, що обмежує швидкість та ефективність роботи нейромереж. Фотонні обчислення, що використовують аналогові світлові сигнали, є одним із найбільш перспективних підходів до вирішення цієї проблеми.

У новому дослідженні вчені розробили інтегрований фотоелектронний процесор, що дозволяє використовувати переваги як світла у вигляді фотонів, так і електронів, що містяться в електричних струмах, аналоговим способом. Отриманий результат називається "повністю аналоговим чіпом, що поєднує електронні та світлові обчислення", або ACCEL.

"Ми максимально виявили переваги світла та електрики при використанні повністю аналогових сигналів, уникнувши недоліків аналого-цифрового перетворення та подолавши вузькі місця в енергоспоживання та швидкості", – сказала дослідник із команди Цінхуа Фан Лу.

Члени дослідницької групи, яка розробляє повністю аналоговий фотоелектронний чіп в Університеті Цинхуа в Пекіні. Фото надане Університетом Цінхуа.

Тести показали, що ACCEL здатний розпізнавати та класифікувати об'єкти зі ступенем точності, порівнянної з точністю цифрових нейромереж. Крім того, він класифікує зображення з високою роздільною здатністю різних сцен повсякденного життя більш ніж у 3 тис разів швидше і споживає в 4 млн разів менше енергії, ніж першокласний графічний процесор.

Фан Лу зазначила, що перевага наднизького споживання енергії допоможе вирішити проблему нагріву, пов'язану з масштабуванням чіпів, і це, як очікується, призведе до проривів у майбутньому дизайні чіпів.

Директор інституту інформаційних наук та технологій Університету Цінхуа Дай Цюнхай сказав, що на даний момент команда розробила лише прототип чіпа і працюватиме над створенням чіпа штучного інтелекту загального призначення для ширшого спектру застосувань.