Сегодня 09 октября 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Китайцы учат роботов «думать» со скоростью света — кремниевая фотоника набирает обороты

Учёные из Университета Сидянь (Xidian University) разработали фотонную нейроморфную вычислительную систему, которая впервые позволяет выполнять обучение с подкреплением полностью на основе света (фотонов), без перевода сигналов в импульсы тока для выполнения ключевых операций. До этого в массе фотонные спайковые нейронные сети могли совершать только линейные вычисления, но новая разработка ворвалась в сферу нелинейных преобразований и это изменит многое.

 Источник изображения: Xidian University

Источник изображения: Xidian University

Перевод сигналов из состояния фотонов в поток электронов и обратно — это дополнительные потери как энергии, так и времени (задержки). Для функционирования робототехники в режиме реального времени такие потери чреваты быстрым выходом из строя и даже авариями. Поэтому стремление разработчиков создать универсальные фотонные чипы для сложных вычислений и обучения роботов и автопилотов — это один из ключевых путей для безопасного сосуществования робототехники с людьми и среди людей.

Созданный учёными двухчиповый оптический прототип решает три основные проблемы: отсутствие ранее крупномасштабных массивов нелинейных фотонных спайковых нейронов с низким порогом срабатывания (теперь такие массивы есть, и порог срабатывания очень низкий, что позволяет создавать намного более плотные массивы нейронов, чем раньше); невозможность создания полностью программируемых чипов спайковых сетей (они были «жёсткими» — запрограммированными аппаратно) и, как итог, отсутствие возможности аппаратной реализации фотонного обучения с подкреплением, что успешно преодолено учёной группой.

Первая предложенная исследователями система, о которой они рассказали в свежем выпуске журнала «Оптика» (Optica), состоит из 16-канального фотонного нейроморфного чипа с 272 обучаемыми параметрами (на основе матрицы 16 × 16 интерферометров Маха — Зендера) и чипа с массивом лазеров с обратной связью и насыщаемым поглотителем для низкого порога нелинейной активации спайков. Как положено, также разработан аппаратно-программный фреймворк: модель сначала обучается в программном пакете, затем на чипах, а потом дообучается с учётом особенностей аппаратной реализации.

Тестирование проводилось на классических задачах: CartPole (балансировка шеста на тележке) и Pendulum (раскачивание маятника из висячего положения в вертикальное с его последующей стабилизацией в таком положении). Аппаратные результаты показали минимальное падение точности — всего 1,5 % для CartPole и 2 % для Pendulum по сравнению с чисто программной моделью; на CartPole достигнута идеальная производительность, на более сложной задаче Pendulum — хорошая.

Производительность впечатляет: энергоэффективность линейных вычислений достигла 1,39 TOPS/Вт при плотности 0,13 TOPS/мм², нелинейных — 987,65 GOPS/Вт и 533,33 GOPS/мм²; задержка вычислений на чипе — всего 320 пикосекунд. Эти показатели выводят оптическую систему в класс GPU по энергоэффективности (1 TOPS/Вт) и плотности вычислений (0,1–0,5 TOPS/мм²), но с преимуществом полной оптической обработки, исключающей потери на конвертацию сигналов. Система демонстрирует быстрое обучение посредством серии проб и ошибок в реальном времени.

Разработка открывает перспективы для автономного вождения, встроенного в роботы интеллекта и периферийных вычислений, где требуется сверхнизкая задержка и минимальное энергопотребление. В будущем авторы планируют масштабировать систему до 128-канального чипа для более сложных задач, таких как нейроморфная автономная навигация, и создать компактные гибридно-интегрированные фотонные нейроморфные чипы. Это один из важных шагов к энергоэффективному ИИ, работающему на импульсах света.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про технологии и рынок it

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Apple Hills Digital: предобученные модели и интеграция с данными для заказчиков важнее стоимости ИИ-нагрузки 14 мин.
OpenAI уволила трёх исследователей безопасности ИИ — они опасаются, что компания заставит сотрудников молчать о рисках 2 ч.
Пошаговая ролевая игра Shadow of the Road не выйдет за неделю до GTA VI — Owlcat объявила новую дату релиза 2 ч.
Китайские ИИ-компании скрывают, насколько опасны их модели — публичных тестов почти нет 2 ч.
«За Императора!»: новый геймплейный трейлер Warhammer 40,000: Dawn of War 4 показал, как воюет космический десант 4 ч.
Продюсер Konami рассказал о планах на продолжение Silent Hill 6 ч.
ИИ-агенты ошибаются опаснее чат-ботов — они сливают личные данные и совершают покупки без разрешения 7 ч.
Представлена операционная система KvadraOS Desktop для корпоративных рабочих мест 7 ч.
Ubisoft закроет серверы Rainbow Six Mobile — мобильный шутер не продержится и года 8 ч.
Суровая средневековая стратегия Stronghold 4 получила дату выхода в раннем доступе Steam и новую демоверсию 10 ч.
Google «выжмет» из АЭС Constellation ещё 890 МВт для своих ИИ ЦОД 26 мин.
Первая коммерческая альтернатива GPS: спутники Xona обещают сантиметровую точность и работу в плотной застройке 35 мин.
«Это игра вдолгую»: капитализация SpaceX отыграла $750 млрд после обвала акций в августе 2 ч.
Понаехали: власти США обвинили Microsoft в замене американцев мигрантами и отстранили её от программы грин-карт 2 ч.
Volkswagen закончила эпоху ID.4 — представлен электрический кроссовер ID. Tiguan с запасом хода до 600 км 2 ч.
NVIDIA Vera показал превосходство над чипами AMD и Intel в HPC-бенчмарках 3 ч.
«В 50 раз больше Пентагона»: Broadcom намерена привлечь $50 млрд на ИИ-чипы, а SpaceX — $40 млрд 6 ч.
E1.L вместимостью до 122,88 Тбайт: Kioxia представила QLC SSD серии LD4 6 ч.
Frore Systems показала водоблок LiquidJet Diamond с алмазными вставками в нужных местах для самых горячих GPU 6 ч.
Международная пропускная способность интернета достигла 2259 Тбит/с 8 ч.