Nieuwe studie onderzoekt fotonica voor kunstmatige intelligentie en neuromorfe computers

Home > Media > Nieuwe studie onderzoekt fotonica voor kunstmatige intelligentie en neuromorfe computers

Conceptuele lay-out van een toekomstige fotonische neuromorfische computer. Foto door: Thomas Ferreira de Lima

Abstract:
Wetenschappers hebben een fascinerend nieuw inzicht gegeven in de volgende stappen om snelle, energiezuinige, toekomstige computersystemen te ontwikkelen die licht gebruiken in plaats van elektronen om informatie te verwerken en op te slaan - met hardware die rechtstreeks is geïnspireerd door het functioneren van het menselijk brein.

Nieuwe studie onderzoekt fotonica voor kunstmatige intelligentie en neuromorfe computers

Exeter, VK | Geplaatst op 1 februari 2021

Een team van wetenschappers, waaronder professor C. David Wright van de Universiteit van Exeter, heeft het toekomstige potentieel van computersystemen verkend door fotonica te gebruiken in plaats van conventionele elektronica.

Het artikel is vandaag (29 januari 2021) gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature Photonics.

De studie richt zich op mogelijke oplossingen voor een van 's werelds meest urgente computerproblemen: hoe computertechnologieën kunnen worden ontwikkeld om deze gegevens op een snelle en energiezuinige manier te verwerken.

Moderne computers zijn gebaseerd op de von Neumann-architectuur waarin de snelle Central Processing Unit (CPU) fysiek gescheiden is van het veel langzamere programma- en datageheugen.

Dit betekent dat de computersnelheid beperkt is en er stroom wordt verspild door de noodzaak om continu gegevens van en naar het geheugen en de processor over te dragen via bandbreedtebeperkte en energie-inefficiënte elektrische verbindingen - bekend als de von Neumann-bottleneck.

Als gevolg hiervan wordt geschat dat meer dan 50% van de kracht van moderne computersystemen wordt verspild door simpelweg gegevens te verplaatsen.

Professor C David Wright, van het Department of Engineering van de University of Exeter, en een van de co-auteurs van de studie legt uit: `` Het is duidelijk dat er een nieuwe aanpak nodig is - een die de belangrijkste informatieverwerkingstaken van computergebruik en geheugen kan samensmelten. die het vermogen om te leren, zich aan te passen en te evolueren rechtstreeks in hardware kan opnemen, en een einde maakt aan energieverslindende en snelheidsbeperkende elektrische verbindingen. "

Fotonische neuromorfe computers zijn zo'n benadering. Hier worden signalen gecommuniceerd en verwerkt met behulp van licht in plaats van elektronen, waardoor toegang wordt verkregen tot veel hogere bandbreedtes (processorsnelheden) en het energieverlies aanzienlijk wordt verminderd.

Bovendien proberen de onderzoekers de computerhardware zelf isomorf te maken met het biologische verwerkingssysteem (hersenen), door apparaten te ontwikkelen die de basisfuncties van hersenneuronen en synapsen direct nabootsen, en deze vervolgens met elkaar te verbinden in netwerken die snelle, parallelle, adaptieve verwerking kunnen bieden. voor kunstmatige intelligentie en machine learning-toepassingen.

De state-of-the-art van dergelijk fotonisch 'hersenachtig' computergebruik, en de waarschijnlijke toekomstige ontwikkeling ervan, staat centraal in een artikel getiteld 'Photonics for artificial intelligence and neuromorphic computing', gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Nature Photonics door een vooraanstaand internationaal team van onderzoekers uit de VS, Duitsland en het VK.

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Duncan Sandes
07-789-874-838

@uniofexeter

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: