| 0 |
|
Дослідники з Університетів Констанца та Штутгарта продемонстрували принципово новий підхід до обчислень. Вони створили систему з кількох сотень мікроскопічних частинок, які коливаються в рідині та здатні обробляти інформацію.
Замість традиційних електронних схем розроблена система виконує обчислення завдяки складній колективній динаміці частинок, що взаємодіють між собою.
Сучасні комп'ютери покладаються на величезну кількість простих транзисторів, перемикання яких суворо контролюється. Навіть штучні нейронні мережі, що забезпечують роботу великих мовних моделей, складаються з базових елементів, зв'язки між якими потребують ретельного проєктування та оптимізації. З ускладненням завдань такий підхід вимагає все більше апаратних ресурсів та енергії.
Німецькі науковці на чолі з Клеменсом Бехінгером (Clemens Bechinger) запропонували альтернативу. Замість обробки даних цифровими схемами, вони використовують вхідні дані як сигнал, що приводить у рух масиви з кількох сотень мікрочастинок. Оскільки частинки занурені в рідину, їхній рух пов'язується через гідродинамічні потоки. У результаті система відповідає на вхідні дані складною колективною динамікою.
Завдяки складній фізичній динаміці масиву мікрочастинок система природним чином формує комплексне представлення вхідних даних. У традиційних комп'ютерах для цього знадобилися б ресурсомісткі операції.
«На основі таких складних даних обчислення стають надзвичайно простими: вимірюються лише окремі характеристики динаміки мікрочастинок, які потім комбінуються для отримання потрібного результату», - пояснює перший автор дослідження Вайт-Лоренц Хойте (Veit-Lorenz Heuthe).
Цей підхід відомий як резервуарні обчислення (reservoir computing). Науковці з Констанца та Штутгарта стали першими, хто реалізував цю парадигму в мікроскопічній багаточастинковій системі.
«На відміну від традиційних обчислень, де кожна операція має бути чітко контрольованою, динаміку резервуара не обов’язково розуміти до дрібниць. Головне, щоб резервуар реагував передбачувано - і тоді його фізику можна безпосередньо використовувати для розрахунків», - зазначає професор Клеменс Бехінгер.
Використовуючи лише масиви мікрочастинок у рідині, дослідники змогли з високою точністю прогнозувати хаотичні часові ряди. Щобільше, система виявилася здатною виявляти надзвичайно слабкі аномалії у вхідних даних.
Ця властивість є критично важливою для роботи з «зашумленими» реальними даними - наприклад, сейсмічними вимірюваннями чи кліматичними показниками, де ледь помітні зміни можуть бути ранніми сигналами катастрофічних подій.
Поки що розробка є контрольованою лабораторною моделлю. Проте вона доводить, що ефективні обчислення можуть виникати з колективного руху мікрочастинок. Це відкриває нові можливості для створення енергоефективних обчислювальних систем та інтелектуальних сенсорів прямого збору даних.
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
