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:

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Устройство идеальной очистки воздуха 28.11.2025

Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей. По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>

Ощущение текстуры через экран гаджета 27.11.2025

Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении. Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами. Разработ ...>>

AirPods Pro с инфракрасными камерами 27.11.2025

Apple традиционно играет роль новатора, поэтому ожидания от следующего поколения AirPods Pro особенно высоки. Новая модель, над которой компания уже активно работает, должна не просто улучшить звук, но и расширить способы взаимодействия человека с цифровой средой. Одним из наиболее заметных нововведений станет появление чипа Apple H3. Сегодняшние AirPods Pro используют поколение H2, обеспечивающее высокую скорость обработки звука, однако переход к H3 обещает еще более точное шумоподавление и сокращение задержки при беспроводной передаче аудио. По данным источников, новая архитектура улучшит энергоэффективность, а также позволит чипу глубже интегрироваться с устройствами экосистемы Apple. Особенно это касается гарнитуры Vision Pro, которая получит более синхронную работу с будущими наушниками. Не менее интригующей выглядит вторая инновация - миниатюрные инфракрасные камеры, встроенные непосредственно в корпус AirPods. Специалисты предполагают, что эти сенсоры смогут фиксировать дв ...>>

ИИ нужно воспринимать как пользователя 26.11.2025

Искусственный интеллект постепенно перестает быть скрытым компонентом программных решений и выходит на передний план. Сегодня алгоритмы не просто помогают обрабатывать данные, но и активно участвуют в рабочих процессах, принимают решения, взаимодействуют с корпоративными сервисами и получают доступ к критически важной инфраструктуре. Такое расширение их возможностей заставляет специалистов по безопасности переосмыслить, что именно означает присутствие ИИ в цифровой среде. Президент по продуктам и технологиям Okta Рик Смит подчеркивает, что воспринимать ИИ исключительно как технологическую надстройку уже невозможно. По его словам, компании обязаны учитывать, что искусственные агенты становятся участниками процессов наравне с живыми сотрудниками, а значит, требуют аналогичных мер защиты. Он формулирует это предельно прямо: "Мы должны защищать клиентов не только от людей, но и от ИИ-агентов - относиться к ним как к пользователям". Однако многие организации продолжают рассматривать И ...>>

Случайная новость из Архива 4D-камера для дронов 29.07.2017 Команда ученых Стэнфордского университета создала 4D-камеру, предназначенную для беспилотных автомобилей и дронов, которые будут заниматься доставкой товаров. Разработчики называют ее первой в мире широкоугольной (140°) камерой светового поля с одним объективом. Камера позволяет вычислять и записывать информацию о расстоянии до источников света. В результате точку фокусировки можно будет менять уже на готовом снимке. Создатели новинки, сравнивая обычные камеры со своей разработкой, говорят о дверном глазке и окне: "Обычная фотография не позволяет вам получить дополнительную информацию о глубине изображения и так далее. Смотря через окно, вы можете увидеть гораздо больше". Подобные камеры позволят роботам и беспилотным автомобилям увереннее ориентироваться в пространстве, избегая препятствий и столкновений, даже в условиях недостаточной освещенности и непогоды.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025