ЭФО предлагает со своего склада новую серию преобразователей интерфейсов USB UART компании FTDI FT232RNL-REEL
РадиоЛоцман - Все об электронике

Ученые ЛЭТИ создали компактный резервуарный компьютер для аппаратных нейроморфных вычислений на принципах магноники

В перспективе разработанный прототип физического резервуара позволит создать новый класс легких, миниатюрных и энергоэффективных систем искусственного интеллекта, в частности, для распознавания объектов, цифр и слов.

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера EVE в Компэл

Системы искусственного интеллекта (ИИ), в частности, нейросети, сегодня активно внедряются в различные сферы жизни человека, позволяя автоматизировать работу информационных систем на предприятиях, создавая тексты, фото, видео и аудио, и даже помогая беспилотным видам транспорта точнее ориентироваться в воздухе, на суше и под водой (например, распознавание по видеозаписям ландшафта, ориентирование на дорогах и проч.).

Ученые ЛЭТИ создали компактный резервуарный компьютер для аппаратных нейроморфных вычислений на принципах магноники

При этом большая часть современных систем искусственного интеллекта является программными продуктами, функционирование которых обеспечивается за счет использования традиционных электронных компьютеров. Поэтому от увеличения количественных параметров вычислительных мощностей и объема памяти зависят возможности для повышения точности и скорости обработки информации с помощью программных систем искусственного интеллекта. А значит, стоимость, габариты и энергопотребление аппаратной части системы будет возрастать. Поэтому научные группы в различных странах мира ведут разработки вычислительных устройств для использования искусственного интеллекта на новых физических принципах.

Одной из перспективных сфер для создания аппаратной нейросети является магноника – это научное направление изучает свойства спиновых волн и их квантов магнонов, которые существуют в магнитных пленках и могут использоваться как носители информации в новых вычислительных устройствах – резервуарных компьютерах. 

«Сравнительно недавно учеными, в том числе и нами, было показано, что с помощью магнонов можно решать задачи распознавания и классификации с высокой скоростью и низким энергопотреблением в сравнении с транзисторными вычислительными устройствами. Магнонный физический резервуар представляет собой спин-волновую линию задержки с петлей обратной связи. Это аппаратный аналог нейросети, который обладает тем же функционалом, что и обычные программные нейронные сети», – сказал профессор кафедры физической электроники и технологии СПбГЭТУ «ЛЭТИ», заведующий лаборатории магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса Алексей Борисович Устинов

Ранее ученые ЛЭТИ в составе научной группы успешно разработали прототип резервуарного компьютера, состоящего пленочной линии задержки, а также электронного аттенюатора и СВЧ усилителя в петле обратной связи. Полученное устройство было способно производить нейроморфные вычисления, например, распознавать объекты, измерять температуру.

В новом исследовании, опубликованном в научном журнале Applied Physics Letters, исследователи усовершенствовали систему управления информационным сигналом, поступающим в резервуар. Для этого на определенный участок магнитной пленки подавался электрический ток, локально меняющий изначально однородное поле подмагничивания. Тем самым регулировалась амплитуда информационного сигнала, обрабатываемого резервуаром. Этот способ позволил напрямую передавать в резервуар битовые сигналы (например, локальное подведение тока – «1», его отсутствие – «0»). Данное решение позволило отказаться от электронного аттенюатора для управления амплитудой сигнала, который использовался в предыдущей версии резервуарного компьютера. Это сделало прототип более компактным. Эксперименты также показали, что для обеспечения предложенного метода работы компьютера потребовалось примерно на порядок меньше энергии в сравнении с аттенюатором.

«Наша разработка позволила упростить конструкцию резервуарного компьютера, сделать его более легким, компактным и энергоэффективным. За счет этих характеристик в будущем такие вычислительные устройства могут получить широкое распространение в технике, например, для снижения веса электронных систем беспилотных подводных, наземных и воздушных аппаратов», – отмечает Алексей Борисович Устинов.

Исследования в сфере магноники проводятся в лаборатории магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса, которая была создана в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» в 2021 году в рамках мегагранта Правительства Российской Федерации. Ее главная задача – обнаружение и исследование физических эффектов, которые затем можно положить в основу работы новых типов устройств генерации, передачи и обработки информации.

etu.ru

Электронные компоненты. Бесплатная доставка по России
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя