Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia desenvolveram um novo e poderoso chip óptico capaz de processar quase 2 bilhões de imagens por segundo. O dispositivo consiste em uma rede neural que processa informações como a luz, sem a necessidade de componentes que desaceleram os tradicionais chips de computador, como a memória.
O novo chip é baseado em uma rede neural, um sistema que modela como o cérebro processa informações. Essas redes são compostas de nós que se interconectam como neurônios e até aprendem como um cérebro orgânico, aprendendo com conjuntos de dados, como reconhecer objetos em imagens ou palavras na fala. Com o tempo, eles ficam melhores nessas tarefas.
Mas, em vez de sinais elétricos, o novo chip processa informações na forma de luz. Como neurônios, ele usa fios ópticos empilhados em várias camadas, cada uma delas especializada em um certo tipo de classificação.
Nos testes, a equipe fabricou um chip de 9,3 mm2 e o usou para classificar uma série de caracteres manuscritos semelhantes a letras.
Após o treinamento nos conjuntos de dados apropriados, o chip foi capaz de classificar imagens com 93,8% de precisão para conjuntos contendo dois tipos de caracteres e 89,8% de precisão para quatro tipos de caracteres.
O mais impressionante é que o chip foi capaz de classificar cada caractere em 0,57 nanossegundos, permitindo processar 1,75 bilhão de imagens por segundo.
A equipe de cientistas diz que essa velocidade se deve à capacidade do chip de processar informações como a luz, dando-lhe várias vantagens sobre os chips de computador existentes.
Nosso chip processa informações usando o que é chamado de computação de propagação. Isso significa que, ao contrário dos sistemas baseados em relógio, os cálculos acontecem à medida que a luz passa pelo chip”, disse Firuz Aflatuni, principal autor do estudo.
Também pulamos a etapa de conversão óptico-elétrico porque nosso chip pode ler e processar sinais ópticos diretamente, e ambas as mudanças tornam nosso chip uma tecnologia muito mais rápida.
Outra vantagem é que as informações que estão sendo processadas não precisam ser armazenadas, e isso também economiza tempo porque nenhum dado precisa ser enviado para a memória, pois nenhum componente de memória é necessário.
Os cientistas dizem que não armazenar dados também é mais seguro, pois evita possíveis vazamentos.
Os próximos passos da equipe de pesquisa serão dimensionar o chip e adaptar a tecnologia para lidar com outros tipos de dados.
O que é realmente interessante sobre essa tecnologia é que ela pode fazer muito mais do que apenas classificar imagens”, disse Aflatuni.
Já sabemos como converter muitos tipos de dados no campo elétrico – imagens, áudio, fala e muitos outros tipos de dados. Agora podemos converter vários tipos de dados no domínio óptico e processá-los quase instantaneamente com essa tecnologia.
O estudo foi publicado na revista Nature.
2022-06-08 11:45:56
Autor: Vitalii Babkin