I ricercatori dell'Università della Pennsylvania hanno sviluppato un nuovo potente chip ottico in grado di elaborare quasi 2 miliardi di immagini al secondo. Il dispositivo è costituito da una rete neurale che elabora informazioni come la luce, senza la necessità di componenti che rallentano i tradizionali chip dei computer, come la memoria.
Il nuovo chip si basa su una rete neurale, un sistema che modella il modo in cui il cervello elabora le informazioni. Tali reti sono costituite da nodi che si interconnettono come neuroni e apprendono persino come un cervello organico, imparando da insiemi di dati come riconoscere oggetti nelle immagini o parole nel parlato. Nel tempo, migliorano in questi compiti.
Ma invece dei segnali elettrici, il nuovo chip elabora le informazioni sotto forma di luce. Come neuroni, usa fili ottici impilati in più strati, ognuno dei quali è specializzato in un certo tipo di classificazione.
Durante i test, il team ha fabbricato un chip da 9,3 mm2 e lo ha utilizzato per classificare una serie di caratteri scritti a mano simili a lettere.
Dopo l'addestramento sui set di dati appropriati, il chip è stato in grado di classificare le immagini con una precisione del 93,8% per i set contenenti due tipi di caratteri e un'accuratezza dell'89,8% per quattro tipi di caratteri.
La cosa più impressionante è che il chip è stato in grado di classificare ogni carattere in 0,57 nanosecondi, consentendogli di elaborare 1,75 miliardi di immagini al secondo.
Il team di scienziati afferma che questa velocità è dovuta alla capacità del chip di elaborare informazioni come la luce, conferendogli numerosi vantaggi rispetto ai chip per computer esistenti.
Il nostro chip elabora le informazioni utilizzando ciò che viene chiamato calcolo della propagazione. Ciò significa che, a differenza dei sistemi basati sull'orologio, i calcoli avvengono quando la luce passa attraverso il chip", ha affermato Firuz Aflatuni, autore principale dello studio.
Saltiamo anche la fase di conversione da ottico a elettrico perché il nostro chip può leggere ed elaborare direttamente segnali ottici ed entrambe queste modifiche rendono il nostro chip una tecnologia molto più veloce.
Un altro vantaggio è che le informazioni in elaborazione non devono essere archiviate e ciò consente anche di risparmiare tempo poiché non è necessario inviare dati alla memoria poiché non è necessario alcun componente di memoria.
Gli scienziati affermano che anche la mancata memorizzazione dei dati è più sicura, in quanto impedisce potenziali perdite.
I prossimi passi per il team di ricerca saranno il ridimensionamento del chip e l'adattamento della tecnologia per gestire altri tipi di dati.
La cosa veramente interessante di questa tecnologia è che può fare molto di più della semplice classificazione delle immagini”, ha affermato Aflatuni.
Sappiamo già come convertire molti tipi di dati nel regno elettrico: immagini, audio, voce e molti altri tipi di dati. Ora possiamo convertire vari tipi di dati nel dominio ottico ed elaborarli quasi istantaneamente con questa tecnologia.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature.
2022-06-08 11:45:56
Autore: Vitalii Babkin