Analogikai számítógép (Roska Tamás)

Nulla-egy: ez a jelpár működteti a jól megszokott információs univerzumot, amely kizárólag a digitális chipekre épül. De már nem sokáig, Magyar tudósok ugyanis olyan analóglogikai számítógépet készítettek, amely egyes alkalmazási területeken ezerszeresen felülmúlja a mai PC-k gyorsaságát. Az új computer az ezredvég egyik nagy üzletének ígérkezik.
Ha a huszadik században nem is, de talán már néhány éven belül fordulat állhat be a világ számítástechnikai iparában - állítják a Magyar Tudományos Akadémia Számítástechnikai és Automatizálási Kutató Intézetének (MTA Sztaki) munkatársai. Az intézetben dolgozó, Roska Tamás akadémikus vezette kutatócsoport több mint tíz évi, amerikai-spanyol kooperációban végzett munka eredményeként új tartalommal egészítette ki a számítógép fogalmát: a jelenleg alkalmazott komputerek működési elvétől gyökeresen eltérő konstrukcióval dolgozó analogikai számítógépet fejlesztett ki. Az elnevezés az analóg és a logikai működés egyesítésére utal. A számítás fizikai folyamat, amelynek formái rendkívül gazdagok, és Roska Tamás szerint a digitális technika ismert fizikai alapjainak és működési módjainak átgondolása igencsak időszerű volt. "Úgy tűnik, hogy az elektronika, illetve az információs technológia fejlődésének újabb hulláma előtt állunk. A nyolcvanas évek olcsó számítási teljesítményére, az ügynevezett CMOS alapú mikroprocesszor-gyártásra épült a PC-ipar, ezután pedig az olcsó lézernek, az olcsó sávszélességnek köszönhetően a kilencvenes években létrejött az internet-ipar. Most várjuk a harmadik hullámot: ez a legkülönfélébb érzékelők tömeges megjelenése" - magyarázza Roska Tamás.

Az optikai érzékelők - így például a kamerák - százezer számra ontják az analóg jeleket, ezek digitálisra konvertálása pedig nem megy olyan könnyen, lassú és energiaigényes folyamat. "Azokon a területeken - mondja Roska -, ahol változó jelek tömegével kell dolgozni, olyan számítógép válhat be, amelyben közel kerül egymáshoz az érzékelés és a feldolgozás. A mi gépünk, a CNN Univerzális Gép ilyen, ez a benne zajló jelenségeket nem tördeli a digitalizálás lépcsőibe, hanem azokat egységükben, valós időben dolgozza fel."

Az analóg módon működő és logikai műveletekre képes komputer, az analogikai számítógép lelkét, a CNN csipet Leon Chua, a Berkeleybeli University of California kínai származású amerikai professzora és tanítványa, L. Yang találta fel 1988-ban. Erre építve 1992-ben Roska és Chua megalkotta az úgynevezett CNN Univerzális Gépet, amely egy kétdimenziós rácson több ezer CNN elemi processzort tartalmaz. A CNN chip maga egy vizuális mikroprocesszor, amelyben minden egyes tranzisztor fényérzékelő optikával rendelkezik.

"Egy sevillai laboratóriumban van a CNN univerzális chip előállításához szükséges know-how. És bár ez a csip működési elvében eltérő, ugyanúgy szilícium alapú, mint a ma használatosak. A spanyol - kutatók nemrég legyártottak egy 4 ezer processzorból álló csipet" - magyarázza Inzelt Péter, a Sztaki igazgatója. Roska Tamásék pedig a Berkeley Egyetemmel együttműködve dolgoztak azon a rendszeren, amely programozhatóvá tette e csipet.

A cél érdekében a magyar kutatócsoport nagyjából újrajátszotta a számítástechnika eddigi fejlődését: megépítették a gépet, utasításokból álló magas szintű nyelvet hoztak létre és kifejlesztették a hozzá szükséges fordítóprogramot, interpretert és assemblert, valamint operációs rendszert. Az eredmény: milliószor millió, azaz 1012 számú művelet másodpercenként, egy négyzetcentiméteres felületen. Ez a teljesítmény két-három nagyságrenddel múlja felül a ma elterjedt PC-két – legalábbis a komplex képalkotási feladatokban.

Nyilvánvaló, hogy ekkora számítási kapacitás több területen is potenciális versenytársként léphet fel a ma alkalmazott technológiával szemben. A CNN chipek jellegéből is adódik, hogy különösen a vizuális információkkal kapcsolatos feladatok elvégzésére alkalmasak. És bár igaz, hogy a képfeldolgozás csak szűk terület a mai digitális technika által lefedett üzleti palettán, az analogikai rendszerekben így is óriási üzleti lehetőség rejlik. Minden kamera és fényképezőgép tartalmazhatja idővel a csipet, de azt egyéb képalkotó eljárásokban is hasznosítani lehet majd. Például az orvosi gyakorlatban, ahol így műtét közben folyamatosan megfigyelhetők lennének az éppen vizsgált szerv mozgó kontúrjai. Mivel a chip ma másodpercenként 3000, idővel pedig akár 30000 – kép felismerésére alkalmas, különösen nagy jövője lehet a minőségbiztosításban; kiválaszthatja a futószalagon elsuhanó munkadarabok közül a selejtet.

A Sztaki egy másik projektjében, a Knorr-Bremsével együttműködve olyan intelligens optikai rendszert fejleszt a járműtechnikai cégnek, amely az útburkolat jelzéseit követve egy szelektív fékrend-szerrel "visszakormányozza" az útról letérő kamiont. CNN chippel felszerelve a szisztéma szinte mindentudóvá válna: a kopott, vagy behavazott festést is felismerné, sőt még éjszaka is működne. Újabb kecsegtető lehetőség a biztonságtechnika; a bankok biztonsági kameráiba épített chip azonnal kiszúrná például a "Whiskys" rablót.


Forrás: http://sztaki.hu

Nincsenek megjegyzések:

Megjegyzés küldése