Инженеры из Университета Цинхуа представили прорыв в области оптических вычислений, создав модуль OFE2, который обрабатывает данные со скоростью 12,5 ГГц. Это устройство использует световые волны, а не электрические сигналы, что обеспечивает минимальные задержки и высокую энергоэффективность.
Устройство OFE2 применяет дифракционный оператор, позволяя выполнять сложные математические вычисления с помощью световых волн вместо традиционных электрических сигналов. Благодаря этому удалось успешно преодолеть ключевой барьер в 10 гигагерц, обеспечив высокую стабильность, низкую задержку и исключительную энергоэффективность.
Для поддержания устойчивости когерентного света при работе на высоких скоростях инженеры интегрировали в кристалл специальные делители мощности и линии задержки. Эти элементы необходимы для синхронизации фазовых флуктуаций в оптоволокне, что является критически важным условием для стабильности оптических вычислений.
Модуль демонстрирует впечатляющие скоростные показатели. Операцию матричного умножения OFE2 выполняет всего за 250,5 пикосекунд. Общая задержка составляет 82,2 наносекунды — это на 12 наносекунд быстрее, чем у цифровых схем на базе FPGA. При этом энергоэффективность устройства достигает 2,06 триллиона операций в секунду на ватт.
OFE2 уже доказал свою эффективность в ряде сложных задач:
- Обработка изображений.
- Повышение точности классификации рукописных цифр.
- Сегментация органов на компьютерных томограммах.
- Генерация торговых сигналов для операций с золотом в сфере финансового анализа, обеспечивая стабильную доходность.
В перспективе подобные оптические системы смогут взять на себя наиболее ресурсоемкие задачи, разгружая традиционные электронные нейросети. Это особенно актуально для сфер, где критически важна скорость реакции, таких как медицинская диагностика и высокочастотный трейдинг.
