賓夕法尼亞大學的研究人員開發(fā)了一種強大的新型光學芯片，每秒可以處理近20億張圖像。該設備由一個神經網絡組成，可以像光一樣處理信息，而不需要像內存這樣會降低傳統(tǒng)計算機芯片速度的組件。

　　上圖：藝術家對新型光學神經網絡芯片的演繹。

　　這種新芯片的基礎是一個神經網絡，這是一個模仿大腦處理信息方式的系統(tǒng)。這些網絡由像神經元一樣相互連接的節(jié)點組成，它們甚至可以以類似于有機大腦的方式“學習”，通過對數(shù)據(jù)集進行訓練，比如識別圖像中的物體或語音中的單詞。隨著時間的推移，它們會在這些任務上做得更好。

　　但這種新芯片處理的不是電信號，而是以光的形式處理信息。它使用光纜作為神經元，堆疊在多層中，每一層專門用于特定類型的分類。

　　在測試中，該團隊制作了一塊9.3毫米（0.01英寸）的芯片，并讓它對一系列類似字母的手寫字符進行分類。在對相關數(shù)據(jù)集進行訓練后，該芯片對包含兩種類型字符的圖像集能夠達到93.8%的準確率，對四種類型的字符集能夠達到89.8%的準確率米樂m6官網登錄入口。

　　最令人印象深刻的是，該芯片能夠在0.57納秒內對每個字符進行分類，這將使其能夠每秒處理17.5億張圖像米樂M6。該團隊表示，這一速度來自于芯片將信息處理為光的能力，這使其相對于現(xiàn)有的計算機芯片具有幾個優(yōu)勢。

　　上圖：新型光學神經網絡芯片負責分類的類字母字符樣本。

　　該研究的主要作者菲魯茲·阿夫拉圖尼（Firooz Aflatouni）說：“我們的芯片通過我們所說的‘傳播計算’來處理信息，這意味著與基于時鐘的系統(tǒng)不同，計算發(fā)生在光通過芯片傳播的時候。我們還跳過了將光信號轉換為電信號的步驟，因為我們的芯片可以直接讀取和處理光信號，而這兩項變化都使我們的芯片成為一種速度明顯更快的技術?！?/p>

　　另一個優(yōu)點是，正在處理的信息不需要存儲，因此它還通過不必向內存發(fā)送數(shù)據(jù)和完全不需要內存組件的空間來節(jié)省時間。該團隊還表示，不存儲數(shù)據(jù)也更安全，因為這樣可以防止任何可能的泄漏。

　　該團隊的下一步是開始擴大芯片的規(guī)模，并調整技術以處理其他類型的數(shù)據(jù)。

　　菲魯茲·阿夫拉圖尼說：“這項技術真正有趣的地方在于，它可以做的不僅僅是分類圖像。我們已經知道如何將許多數(shù)據(jù)類型轉換為電子領域 —— 圖像、音頻、語音和許多其他數(shù)據(jù)類型?，F(xiàn)在，我們可以將不同的數(shù)據(jù)類型轉換到光域，并使用這項技術幾乎瞬間處理它們?！?/p>

　　這項研究發(fā)表在《自然》雜志上。

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