Des chercheurs de l'Université de Pennsylvanie ont mis au point une nouvelle puce optique puissante capable de traiter près de 2 milliards d'images par seconde. L'appareil se compose d'un réseau de neurones qui traite les informations comme la lumière, sans avoir besoin de composants qui ralentissent les puces informatiques traditionnelles, telles que la mémoire.
La nouvelle puce est basée sur un réseau de neurones, un système qui modélise la manière dont le cerveau traite les informations. De tels réseaux sont constitués de nœuds qui s'interconnectent comme des neurones, et ils apprennent même comme un cerveau organique, apprenant à partir d'ensembles de données telles que la reconnaissance d'objets dans des images ou de mots dans la parole. Au fil du temps, ils s'améliorent dans ces tâches.
Mais au lieu de signaux électriques, la nouvelle puce traite les informations sous forme de lumière. En tant que neurones, il utilise des fils optiques empilés en plusieurs couches, chacune spécialisée dans un certain type de classification.
Lors des tests, l'équipe a fabriqué une puce de 9,3 mm2 et l'a utilisée pour classer une gamme de caractères manuscrits ressemblant à des lettres.
Après une formation sur les ensembles de données appropriés, la puce a pu classer les images avec une précision de 93,8 % pour les ensembles contenant deux types de caractères et une précision de 89,8 % pour quatre types de caractères.
Plus impressionnant encore, la puce a pu classer chaque caractère en 0,57 nanoseconde, ce qui lui a permis de traiter 1,75 milliard d'images par seconde.
L'équipe de scientifiques affirme que cette vitesse est due à la capacité de la puce à traiter les informations comme la lumière, ce qui lui confère plusieurs avantages par rapport aux puces informatiques existantes.
Notre puce traite les informations en utilisant ce qu'on appelle le calcul de propagation. Cela signifie que, contrairement aux systèmes basés sur l'horloge, les calculs se produisent lorsque la lumière traverse la puce », a déclaré Firuz Aflatuni, auteur principal de l'étude.
Nous sautons également l'étape de conversion optique-électrique car notre puce peut lire et traiter directement les signaux optiques, et ces deux changements font de notre puce une technologie beaucoup plus rapide.
Un autre avantage est que les informations en cours de traitement n'ont pas besoin d'être stockées, ce qui permet également de gagner du temps car aucune donnée n'a besoin d'être envoyée en mémoire puisqu'aucun composant de mémoire n'est requis du tout.
Les scientifiques affirment que ne pas stocker de données est également plus sûr, car cela empêche toute fuite potentielle.
Les prochaines étapes pour l'équipe de recherche consisteront à faire évoluer la puce et à adapter la technologie pour gérer d'autres types de données.
Ce qui est vraiment intéressant avec cette technologie, c'est qu'elle peut faire bien plus que simplement classer des images », a déclaré Aflatuni.
Nous savons déjà comment convertir de nombreux types de données dans le domaine électrique : images, audio, parole et de nombreux autres types de données. Nous pouvons maintenant convertir divers types de données dans le domaine optique et les traiter presque instantanément avec cette technologie.
L'étude a été publiée dans la revue Nature.
2022-06-08 11:45:56
Auteur: Vitalii Babkin