Geleneksel dijital işlemciler veri ağırlıklı yeni nesil uygulamaların ihtiyaç duyduğu hız ve kapasiteyi sağlamakta zorlanıyor; bu da performans kaybına ve gecikmeye yol açıyor. Araştırmacılar, bu sınırlamayı aşmanın yolunun elektriğin yerine ışığı kullanmak olduğuna dikkat çekiyor.
OFE2’nin yenilikçi tasarımı
Çin’deki Tsinghua Üniversitesi’nden Profesör Hongwei Chen liderliğindeki ekip, optik tabanlı veri analizi gerçekleştirebilen OFE2 (Optical Feature Extraction Engine) motorunu geliştirdi. Sistemin çekirdeği, veri hazırlama modülünde yer alıyor ve fiber tabanlı bileşenlerde ortaya çıkan faz bozulmalarını önlemek için entegre çip üzerinde ayarlanabilir güç bölücüler ve hassas gecikme hatları kullanıyor. Bu sayede gelen veri akışı, paralel ve kararlı optik dalgalar halinde işlenebiliyor.
Optik dalgalar kırınım operatöründen geçerken matris-vektör çarpımı ile özellik çıkarımı gerçekleştiriliyor. İşlemin anahtarı, kırınıma uğrayan ışığın çıkışta odaklanmış bir “parlak nokta” oluşturması. Bu yöntemle OFE2, giriş sinyalindeki zamansal değişimleri hızlı ve hassas şekilde yakalayabiliyor.
Dünyada en düşük gecikme: 12,5 GHz hızında işlem
OFE2, 12,5 GHz hızında çalışıyor ve tek bir matris-vektör çarpımını 250,5 pikosaniyeden kısa sürede gerçekleştirebiliyor. Chen, “Bu çalışma, entegre optik kırınım hesaplamasını gerçek dünya uygulamalarında 10 GHz sınırının ötesine taşımada önemli bir kıstas sağlıyor” dedi.
Görüntü işleme ve finansal alım satımda yüksek performans
OFE2, görüntü işleme görevlerinde kenar ve kabartma/oyma özelliklerini çıkararak sınıflandırma ve semantik segmentasyon görevlerinde piksel doğruluğunu artırdı. Ayrıca, dijital alım satım görevlerinde zaman serisi piyasa verilerini işleyerek optimize edilmiş stratejilerle kârlı işlem önerileri sunabildi. Işık hızında gerçekleşen bu işlemler, minimum gecikme ile maksimum performans sağladı.
Daha hafif ve verimli yapay zekâ sistemleri mümkün
Araştırma ekibi, OFE2 ile optik ön işleme sayesinde daha az elektronik parametre kullanarak hibrit YZ sistemlerinin verimli ve hafif şekilde çalışabileceğini kanıtladı. Bu gelişme, hem finans hem de sağlık gibi gecikmenin kritik olduğu alanlarda yeni nesil uygulamaların önünü açıyor.