Оптический ускоритель нейронной сети

09.02.2021

Исследователи из Университета Джорджа Вашингтона (США) и Калифорнийского университета вместе со специалистами стартапа в области фотоники Optelligence LLC создали специальной оптический ускоритель сверточной нейронной сети. Это решение на основе фотоники, основанное на уникальных законах масштабирования в оптике.

Неитерационная синхронизация процессора в сочетании с быстрой программируемостью и массовым параллелизмом позволяет системе оптического машинного обучения превосходить даже самые современные графические чипсеты более чем на порядок. И в дальнейшем новую систему можно еще оптимизировать.

Существующее электронное оборудование для машинного обучения обрабатывает информацию последовательно. А новый оптический процессор использует оптику Фурье - концепцию частотной фильтрации, которая позволяет выполнять необходимые операции свертки нейронной сети, а также более простые поэлементные умножения с использованием технологии цифрового зеркала.

Новый процессор может обрабатывать крупномасштабные матрицы за один временной шаг, что позволяет использовать новые векторы масштабирования для выполнения оптических сверток. А это уже имеет большой потенциал для развития машинного обучения.

Прототип обрабатывает большие объемы информации - порядка петабайта в секунду, и поэтому открывает возможности для создания революционных фотонных машин будущего. Разработку можно применять в беспилотных автомобилях, сетях 5G, центрах обработки данных, биомедицинской диагностике, сфере безопасности данных и других.

<< Назад: Кирпичи из грибов 09.02.2021

>> Вперед: Самокат Segway Ninebot с дистанционным управлением 08.02.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Телевизор вредит мозгу 11.12.2015 Мы так часто слышим про вред от телевизора, что у кого-то наверняка мог появиться вопрос - а есть ли какие-то доказательства этого самого вреда? В исследовании Кристин Яффи (Kristine Yaffe) из Калифорнийского университета в Сан-Франциско участвовали более 3 000 людей в возрасте от 18 до 30 лет, за которыми наблюдали в течение 25 лет: у них регулярно спрашивали, как много времени они проводят перед телевизором, и занимаются ли они какими-то физическими упражнениями. Затем через 25 лет их попросили выполнить ряд когнитивных заданий, с помощью которых можно было определить скорость усвоения информации, вербальную память (то есть какой объем сказанного человек может единовременно удержать в голове) и способность организовывать собственную деятельность (то есть умение планировать, распределять внимание между разными задачами и т.д.). Результаты оказались таковы: те, кто проводил перед телевизором по три и более часов ежедневно, в тестах на умственные способности (не во всех, но в нескольких) показали результаты ниже прочих. Те, кто мало упражнялся - физические упражнения оценивали по времени и по интенсивности - демонстрировали неважные результаты в каком-то одном из тестов. Что же до тех, кто и телевизор много смотрел, и при этом пренебрегал физкультурой, то вероятность того, что они провалят какой-нибудь из тестов, увеличивалась вдвое. С одной стороны, здесь, конечно, учитывали собственные ответы участников исследования, то есть их сообщения о том, сколько времени они смотрят телевизор и как часто упражняются, могут грешить субъективностью. С другой стороны, за ними наблюдали довольно долго - целых 25 лет. Сами авторы работы не могут сказать, что за конкретные физиологические механизмы связывают время, проведенное перед телевизором, и ухудшение умственных способностей (заметим, что такое ухудшение случилось еще у не вполне старых людей). За содержанием телепередач в данном случае не следили, так что, очевидно, все дело тут в пресловутой малоподвижности; надо думать, долгое сидение перед монитором компьютера или лэптопа может привести к точно таким же последствиям. С такой точки зрения тут нет ничего нового - существует масса работ по корреляции между физкультурой, спортом, йогой и проч. и состоянием мозга. Известно, что физические упражнения помогают мозгу бороться со старостью, обеспечивая хорошее кровоснабжение в тех областях мозга, которые особо важны для выполнения высших когнитивных задач. А длительные ежедневные прогулки улучшают память у пожилых людей. Однако большая часть подобных исследований выполняется довольно быстро, и обычно они фокусируются на стариках. Что же до долговременных проектов, вроде того, что мы описали выше, то они, по очевидным причинам, выполняются намного реже, но и результаты у них выглядят более убедительными - и более пугающими: получается, что думать о состоянии собственных мозгов нужно с юности, когда на это мало кто способен.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026