28 Haziran 2017 Çarşamba

Nano-Optik İşlemci Ses Tanımlayabiliyor

Süperbilgisayarlar 200 Petaflop yani bir saniyede 200 milyon kere Milyar işlemi yapabilme noktasına doğru evriliyorlar. Ne var ki çok yüksek enerjiye ihtiyaç duymaları nedeniyle insan beyninin verimine sahip olmaları şu an için zor görünüyor. Şimdilerde nanofotonik modül tabanlı bir işlemci ile çok hızlı ve verimli yapay nöronik ağların temeli oluşturuluyor. Yapay zeka uygulamalarının en temel konusu olan sinir ağlarının çalışma prensibinden esinlenerek geliştirilen bu yapılarla gelecekte insan zekası ile her yönden başa çıkabilecek süper bilgisayarlar tasarlamak mümkün olabilecek. Amerikalı araştırmacılar “Nature Photonics ” dergisinde geliştirdikleri prototipin, ışık darbeleri vasıtasıyla 100 Ghz hızında işlem yapabildiğini ifade etmekteler.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden Yichen Shen “Optik tabanlı nöronal ağ yapısının en önemli parçasını geliştirdik, ama henüz eksikleri olan bir sistemden bahsediyoruz. ” diyor. Ekip arkadaşlarıyla birlikte geliştirdikleri Nanofotonik İşlemci, ışık dalgalarının içinden geçişleri sırasında sürekli olarak birbiriyle karşılıklı etkileşim içerisine girdikleri ve karşılıklı girişimler yoluyla girişim desenleri ve bu şekilde işlem sonuçlarını meydana getirdikleri 56 interferometre (girişim ölçer )den oluşuyor. Çok basit şekilde bir lensin tek başına bir işlem yaptığını düşünebiliriz. Işık lense girer ve belli bir açıyla yön değiştirerek yoluna devam eder. Çok sayıda interferometrenin içerisinden geçen ışığı istenilen şekilde değişime uğratması sonucu elektrik kullanmadan ve bu sayede herhangi bir güç kaybı yaşamadan hesap yapılması mümkün olmakta. Bu modüller bir ışık dalgasının dalga sırtı ve dalga çukuru arasındaki fazı ölçecek şekilde tasarlanmış olup bunlardan söz konusu fazın değiştirilmesi hedeflendiğinde de faydalanmak mümkündür. Prototip aşamasındaki mikroişlemci içerisindeki bulunan ve bir sinir ağındaki nöronlara benzetebileceğimiz bu interferometreler kaskat yapıda sıralanıyorlar.
Nano-Optik İşlemcilerle Çok Daha Hızlı ve Verimli Süperbilgisayarlara Sahip Olacağız.( Fütüristik Bir Görsel Çalışmasıdır)
Araştırmacılar çok daha pahalı ve kompleks modellerle bu konseptlerini simüle ettikten sonra bir ses tanıma algoritması kullanarak test sürecini devam ettirdiler. Fotonik işlemcilerin çalışma prensibi şu şekilde :
Sistemin tanımadığı bir ses belirli bir dalga boyu ve genliğine getirilerek lazer formatında bir ışık sinyaline dönüştürülüyor. Interferometre kaskat yapısına sokulan ışık sinyali, hemen peşinden sisteme dahil edilen diğer lazer darbeleri ile etkileşime girdikten sonra her bir interferometre üzerinde farklı girişim desenleri ve dolayısıyla yapılması istenen işlemin sonucu ortaya çıkıyor.
Bu son derece yüksek hızda gerçekleşen işlem neticesinde ortaya çıkan ışık sinyali son derece duyarlı bir fotodedektör tarafından algılanarak bir analiz programı yardımıyla tekrar bir sese dönüştürülüyor. Bu dönüştürme işlemi tamamıyla optik bir sistem yardımıyla 180 test denemesinden 138 tanesinde bir sesin tonunu doğru şekilde tanımlayabilmiş. Mukayeseyi kolaylaştırabilmek amacıyla araştırmacılar ses tanıma işlemini, daha yüksek isabet yüzdesine sahip konvansiyonel elektronik sistemlerle de yapmışlar.
Güvenilir bir ses tanıma veya daha kompleks problemleri çözebilme yeteneğine sahip olan fotonik ışık bilgisayarının henüz bu sistemlerden çok uzakta olduğu anlaşılmakta. Fakat Shen ve arkadaşları, kendilerinin yarattığı nanofotonik yapıtaşları ile yaklaşık 1000 nöronlu nöronal ağlar kurulabilmesini mümkün görüyorlar. Geleneksel bilgiyar sistemlerinin elektronik devrelerinden farklı olarak bu sistemlerle, enerji tüketiminin belki  de  yüzde birlere kadar düşebileceği düşünülüyor. Bu da gelecekte insan beyniyle yarışabilecek üstün verimli sistemler oluşturabilme hayalinin önünü açacağa benziyor. 

Hiç yorum yok: