A Pennsylvaniai Egyetem kutatói egy új, nagy teljesítményű optikai chipet fejlesztettek ki, amely másodpercenként közel 2 milliárd képet képes feldolgozni. Az eszköz lényegét egy neurális hálózat adja, amely az információt fényként dolgozza fel anélkül, hogy a hagyományos számítógépes chipeket lassító alkatrészekre, például memóriára lenne szüksége.
Az új chipet az agy információfeldolgozási módjáról mintáztak. Ezek a hálózatok olyan csomópontokból állnak, amelyek a neuronokhoz hasonlóan kapcsolódnak egymáshoz, sőt, a szerves agyakhoz hasonlóan 'tanulnak' is azáltal, hogy adathalmazokon, például a képeken lévő tárgyak vagy a beszédben lévő szavak felismerésén keresztül képzik őket. Idővel sokkal jobbá válnak ezekben a feladatokban.
Az új chip azonban elektromos jelek helyett fény formájában dolgozza fel az információkat. A chip neuronjaiként optikai vezetékeket használ, amelyek több rétegben helyezkednek el, és amelyek mindegyike egy adott típusú osztályozásra specializálódott.
A tesztek során a csapat egy 9,3 mm2 -es chipet készített, és betűkre hasonlító kézzel írt karakterek sorozatának kategorizálására állította munkába. Miután a chipet a vonatkozó adatsorokon betanították, a kétféle karaktert tartalmazó sorozatok esetében 93,8 százalékos pontossággal, négyféle karaktert tartalmazó sorozatok esetében pedig 89,8 százalékos pontossággal tudta osztályozni a képeket - számolt be a New Atlas.
A leglenyűgözőbb, hogy a chip 0,57 nanoszekundum alatt képes volt kategorizálni az egyes karaktereket, ami 1,75 milliárd kép másodpercenkénti feldolgozását teszi lehetővé. A csapat szerint ez a sebesség annak köszönhető, hogy a chip képes az információt fényként feldolgozni, ami számos előnyt nyújt a meglévő számítógépes chipekkel szemben.
"A mi chipünk az információt úgy dolgozza fel, amit 'számítás a terjedés útján' néven határoztunk meg. Ez azt jelenti, hogy az óraalapú rendszerekkel ellentétben a számítások a fénynek a chipben való terjedése során történnek. Emellett kihagyjuk az optikai jelek elektromos jellé történő átalakításának lépését, mivel a chipünk közvetlenül képes az optikai jelek olvasására és feldolgozására, és mindkét változtatás jelentősen gyorsabb technológiává teszi a chipünket" - mondta Firooz Aflatouni, a Nature folyóiratban közzétett tanulmány vezető szerzője.
További előnye, hogy a feldolgozott információt nem kell tárolni, így a chip időt is megtakarít azáltal, hogy nem kell az adatokat a memóriába küldeni, és helyet azzal, hogy egyáltalán nincs szükség memóriakomponensre. A csapat szerint az adatok tárolásának mellőzése biztonságosabb is, hiszen így elkerülhető az esetleges szivárgás.
A csapat következő lépései közé tartozik a chip méretnövelésének elindítása, valamint a technológia adaptálása más típusú adatok feldolgozására. "Ami igazán érdekes ebben a technológiában, hogy sokkal többre képes, mint a képek osztályozása. Már tudjuk, hogyan lehet számos adattípust - képeket, hangot, beszédet és sok mást - elektromos tartományba konvertálni. Most már különböző adattípusokat konvertálhatunk optikai tartományba, és szinte azonnal feldolgozhatjuk őket ezzel a technológiával" - mondta Aflatouni.
