Сверхвысокопараллельный оптический процессор

20.06.2025

Исследователи из Шанхайского института оптики и точной механики при Китайской академии наук заявили о создании прототипа революционного оптического процессора, способного выполнять вычисления с рекордной параллельностью.

Китайским ученым удалось не просто продемонстрировать прототип, а сделать шаг к практическому использованию оптических технологий в масштабных вычислениях. Их чип сочетает в себе компактность, гибкость, энергоэффективность и скорость - качества, которые сегодня особенно востребованы в условиях глобального роста данных и потребностей в реальном времени.

Новое устройство отличается тем, что обрабатывает информацию одновременно по более чем сотне оптических каналов. В традиционных оптических чипах используется один луч света с одной длиной волны. Однако китайским инженерам удалось разделить лазерный поток на множество спектральных компонентов с помощью так называемых солитонных микрогребенок - миниатюрных резонаторных структур, создающих серию равномерно расположенных "зубцов" спектра. Каждый из этих "зубцов" служит независимым каналом передачи данных, что позволяет чипу работать с колоссальной параллельностью при сохранении компактных размеров.

Теоретическая производительность устройства составляет 2560 тераопераций в секунду, при тактовой частоте 50 гигагерц. Несмотря на такую мощность, сам чип по габаритам не превышает человеческий ноготь. В этом и заключается его преимущество: минимальные энергетические потери и отсутствие перегрева даже при высокой плотности каналов. В отличие от электронных схем, где теплообразование ограничивает плотность и скорость работы, оптические системы практически не подвержены такому эффекту.

По словам руководителя проекта Се Пена, архитектура чипа легко масштабируется и может быть перенастроена под разные задачи - от обработки изображений до сложного анализа в реальном времени. Это достигается благодаря возможностям гибкой маршрутизации внутри оптической схемы и высокой ширине полосы пропускания, превышающей 40 нанометров. Параллельные каналы не мешают друг другу, обеспечивая одновременную передачу информации без искажений.

Созданный чип особенно эффективен для нейросетей и моделей искусственного интеллекта, в которых вычисления сводятся к множеству однотипных операций. Эти операции легко распределяются между оптическими каналами, снижая задержки и энергонагрузку. Благодаря этому технология обещает улучшить производительность периферийных вычислительных устройств - таких как автономные дроны, серверы для биржевой торговли и системы медицинской диагностики, где критически важны как скорость, так и экономичность.

Разработчики подчеркивают, что их устройство может найти применение не только в сфере ИИ, но и в более широком спектре задач, включая моделирование сложных физических процессов и высокоточное визуализирование медицинских данных. В перспективе оптические процессоры подобного типа могут стать основой энергоэффективных вычислительных платформ нового поколения, постепенно вытесняя традиционные электронные схемы в задачах, требующих высокой скорости и параллельности.

<< Назад: Социальные сети вредят здоровому сну 20.06.2025

>> Вперед: Выбирать партнера помогает забота о потомстве 19.06.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Сон слонов 10.03.2017 Ученые прикрепили на хоботы слонов датчики движения и отпустили животных гулять по саванне, чтобы выяснить, как они спят в естественных условиях. Оказалось, что на воле слонам нужно вдвое меньше сна, чем в зоопарке, и вчетверо меньше, чем человеку. За сном слонов раньше наблюдали только в зоопарках: в дикой природе животные не любят спать при посторонних: им мешают хищники и шумные травоядные соседи, поэтому компания людей тоже не дает слонам выспаться. В зоопарках слоны спят по четыре часа, но судить по этим данным о том, как они ведут себя в родной саванне, нельзя - животные в неволе, как правило, спят больше, чем в естественных условиях. Исследователи из Витватерсрандского университета в ЮАР решили наконец выяснить, как и сколько слоны спят в природе. Для этого ученые решили измерять активность хобота - самой подвижной конечности слона. Если хобот не шевелится больше пяти минут, слон задремал, - так рассуждали зоологи. Гироскоп на шее показывал, спал слон стоя или лежа, а по GPS отслеживали перемещения стада. Оказалось, что в естественной среде обитания слоны спят максимум по два часа, причем часто - стоя. На землю они укладываются только раз в три-четыре дня и проводят в этом положении около часа. Исследователи считают, что только этот час раз в трое суток дает слонам войти в фазу быстрого сна (REM). Именно в этой фазе сна люди формируют долговременную память и видят сны; если слонам что-то и снится, то, скорее всего, именно в эти краткие периоды. А вот с памятью возникает противоречие: известно, что слоны помнят события многих лет, и для формирования таких воспоминаний фаза быстрого сна им нужна в гораздо меньшей степени, чем человеку. Более того, для сна слонам нужны тишина и покой. Если они чувствуют, что рядом хищники, люди, или в кустах неподалеку пасется шумное копытное, все стадо срывается с места и может пройти до 30 километров, пожертвовав ночным сном ради того, чтобы найти спокойное место. От времени суток режим слонов зависит слабо, выяснили ученые. По крайней мере серые гиганты явно не ориентируются на восходы и рассветы, а засыпают тогда, когда установится подходящая для сна влажность и температура, обычно ранним утром, до восхода солнца. Изучая сон разных животных ученые узнают новые факты и о привычках самих этих животных, и о феномене сна вообще. Возможно, дальнейшее изучение снов слонов поможет дать ответ на до сих пор не отвеченный вопрос о том, зачем спят люди.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025