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:

Скука - двигатель перемен 09.03.2026

Современная жизнь редко оставляет человеку время на простое ощущение скуки. С развитием цифровых технологий и постоянным доступом к социальным сетям мы стремимся мгновенно развлекать себя, избегая пауз, когда ум может быть свободен от внешних раздражителей. Между тем, новое исследование показывает, что скука выполняет важную роль в психическом здоровье и может стимулировать личностное развитие. Часто скука воспринимается как негативное состояние, которое хочется немедленно устранить. Однако психологи отмечают, что именно моменты, когда человеку становится по-настоящему скучно, могут побудить к поиску нового хобби, пересмотру жизненных приоритетов или появлению свежих идей. Это состояние открывает пространство для саморефлексии и внутреннего роста. Исследователи из Университета Бата и Тринити-колледжа показали, что привычка уходить в социальные сети в моменты скуки мешает человеку достигать "максимальной скуки". В результате стимулируется лишь поверхностное отвлечение, которое не ...>>

Наушники Soundcore Space 2 09.03.2026

Современные пользователи все чаще ищут универсальные наушники, способные сочетать высокое качество звука, комфорт при длительном ношении и длительное время автономной работы. На выставке MWC 2026 компания Anker представила новую модель полноразмерных беспроводных наушников Soundcore Space 2, которая нацелена как на повседневное использование, так и на путешествия, предлагая обновленный дизайн и расширенные технические возможности по сравнению с предыдущей версией. Новинка получила более плавные линии чаш и легкий корпус весом 261 грамм, что обеспечивает комфорт даже при длительном прослушивании музыки. Для улучшения посадки и удобства производитель использовал мягкую пену с эффектом памяти, а эргономика наушников была протестирована на более чем 2000 профилях головы, что позволило достичь оптимального прилегания для большинства пользователей. Soundcore Space 2 будут доступны в трех цветовых вариантах: кремовый белый (Cream White), угольно-черный (Jet Black) и шалфейно-зеленый (Sa ...>>

Ритм сердца влияет на восприятие и чувства 08.03.2026

Связь между сердцем и мозгом выходит далеко за пределы привычного представления о том, что сердце просто качает кровь. Новые исследования показывают, что сердечный ритм способен прямо влиять на восприятие внешнего мира и на эмоциональное состояние человека, открывая уникальный диалог между физиологией и сознанием. Работа сердца делится на две основные фазы: систолу и диастолу. Во время систолы сердечная мышца сокращается и выталкивает кровь в сосуды, а при диастоле сердце расслабляется, позволяя крови вернуться внутрь. Хотя мозг не управляет каждой конкретной фазой сокращений, он регулирует частоту сердечных сокращений в зависимости от состояния организма: в стрессовой ситуации пульс учащается, а в спокойном состоянии снижается. Однако взаимодействие между сердцем и мозгом двустороннее: мозг реагирует на сигналы от сердца так же, как сердце откликается на команды мозга. Международная группа исследователей проанализировала мозговую активность в зависимости от сердечного цикла. Они ...>>

Молекулы ДНК как новые носители данных 08.03.2026

С ростом объемов цифровой информации ученые ищут новые методы хранения данных, способные сочетать высокую плотность, долговечность и энергоэффективность. Одним из самых перспективных направлений становится использование молекул ДНК - естественного носителя генетической информации, который способен сохранять данные в течение тысяч лет при подходящих условиях. Недавние исследования показывают, что ДНК может стать не только архивом, но и полноценным перезаписываемым носителем информации. Исследователи из Университета Миссури создали систему, позволяющую записывать, стирать и повторно записывать данные в молекулах ДНК. Ранее ДНК использовалась в основном для долговременного архивирования информации, что делало носитель одноразовым. Новый подход превращает молекулярный носитель в полноценный цифровой накопитель с возможностью редактирования содержимого. Принцип работы устройства основан на естественном "языке" ДНК: в отличие от обычных компьютеров, где данные кодируются последовательн ...>>

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Случайная новость из Архива Сахар меняет химию мозга 17.01.2020 Исследователи из Орхусского университета (Дания) изучили, что происходит в мозге свиней, когда они пьют сахарную воду. Эксперимент показал, что сахар влияет на систему вознаграждения мозга таким же образом, что и употребление наркотических средств. Датские ученые провели эксперимент на свиньях. Ежедневно в течение 12 дней они давали семи животным два литра сахарной воды. Чтобы определить, к каким последствиям приводит потребление сахара, исследователи сделали снимки мозга свиней в начале эксперимента, после первого дня и после 12-го дня. За почти две недели у животных произошли серьезные изменения в дофаминовой и опиоидной системах мозга. Опиоидная система, которая связана с ощущением благополучия и удовольствия, активировалась после самого первого приема сахарной воды. Когда мы испытываем что-то значимое, мозг награждает нас чувством удовольствия, счастья и благополучия. Это может произойти в результате естественных стимулов - например, общения или изучения чего-то нового. Ученые объясняют, что как "естественные", так и "искусственные" стимулы (в числе которых наркотики) активируют систему вознаграждения мозга, где высвобождаются такие нейротрансмиттеры, как дофамин и опиоиды. "Если сахар может изменить систему вознаграждения мозга всего через двенадцать дней, как мы видели у свиней, вы можете себе представить, что естественные стимулы, такие как обучение или социальное взаимодействие, отодвигаются на задний план и заменяются сахаром и/или другими искусственными стимулами", - подытожил Майкл Винтердал (Michael Winterdahl), один из авторов работы. Обычно, когда ученые хотят выявить, вызывает ли привыкание такое вещество, как сахар, они изучают его влияние на мозг грызунов. Для своего исследования команда из Орхусского университета выбрала других животных и объяснила, почему свиньи - хорошая альтернатива. Мозг свиней сложнее, чем мозг грызунов, и крупнее, поэтому на этой модели проще получить изображения глубоких структур мозга. В то же время подобное исследование нельзя провести на самих людях. Уровень дофамина и причину, по которой он меняется, в мозге человека сложно проследить, так как выработку дофамина могут вызвать слишком много факторов: от общения с кем-то до игры на телефоне.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026