Investigadores de la Universidad de Pensilvania han desarrollado un nuevo procesador de redes neuronales profundas. Es capaz de procesar y, por lo tanto, reconocer y clasificar miles de millones de entradas por segundo. Para ello, el chip aprovecha el poder de la luz: sí, es un procesador fotónico. De nombre y de hecho.
El estudio detrás de esta maravilla de la ingeniería óptica fue publicado recientemente en Nature, por los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas. de la Universidad de Pensilvania. Te lo enlazamos aquí.
¿Cómo funciona el chip fotónico?
Este tipo de chip autónomo analiza los datos de forma similar a como lo hacen nuestras neuronas cerebrales, entrenadas para reconocer patrones específicos de estímulos o datos de entrada. Esto se traduce en la capacidad de detectar la presencia de objetos, pero sobre todo de reconocerlos y clasificarlos: mecanismos como este son la base de las tecnologías que usamos todos los días, como reconocimiento facial y transcripción de audio, por nombrar algunos. Para ello, el chip debe tener al menos cuatro características, que también son las que los investigadores han intentado optimizar:
- Debe poder convertir señales ópticas en señales eléctricas;
- Asimismo, debe ser capaz de convertir los datos de entrada a formato binario;
- Debe tener módulos de memoria grandes;
- Debe tener un método de cálculo lineal.
Firooz Aflatouni, profesor asociado de ingeniería eléctrica y de sistemas que realizó el estudio junto con el estudiante de posgrado Alejandro J. Geers, explica: "Nuestro chip procesa información a través de lo que llamamos 'cálculo por propagación '. En resumen, los cálculos suceden cuando la luz viaja a través del chip”.
Las funciones proporcionadas permiten que el chip fotónico clasifique y reconozca imágenes casi instantáneamente. ¿El tiempo de procesamiento de una sola imagen? Alrededor de medio nanosegundo (un nanosegundo es una mil millonésima de segundo). Imagínelo en el trabajo reconociendo los rostros de la audiencia de un estadio. Uno a uno. Antes de que puedas cerrar los párpados.
Los autores del estudio califican el rendimiento del chip fotónico como comparable al de una unidad de procesamiento de gráficos (GPU) de gama alta para la clasificación de imágenes.
Sí, interesante... ¿Pero para qué sirve?
Este chip fotónico, que según los científicos es el primero en usar señales de luz para desarrollar tal poder de procesamiento, ofrece numerosas ventajas. primero: menor consumo de energía. segunda: menos cuellos de botella que las tecnologías de redes neuronales profundas que se utilizan en la actualidad.
El chip sigue teniendo limitaciones, sobre todo en lo relativo a su poder de resolución: por ahora es capaz de trabajar con imágenes compuestas por unos pocos píxeles. Los autores del estudio ya tienen en mente cómo aumentar aún más el rendimiento del chip fotónico, en particular actuando sobre el ancho de banda de los moduladores de microanillo y los fotodioides en la capa optoelectrónica.
Con algunos trucos y más implementaciones, será posible acelerar aún más el chip fotónico y alcanzar tiempos de procesamiento de menos de 100 picosegundos. Bueno… ¡no termina aquí!
