Современная электроника №1/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 39 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 1 / 2023 Концепция архитектуры потокового нейросетевого процессора на основе 3D фотон - электронной матричной элементной базы и пространственной многоканальной фотонной сети Все современные нейронные вычисли - тели построены по планарной техноло - гии с электрическими интерфейсными связями , а этофундаментальныйих недо - статок . Биологическое строение мозга имеет объёмную конструкцию и много - мерные всесторонние нейронные связи . В нейронных вычислителях основная вычислительная нагрузка ложится на сетевые архитектуры . Кто создаст вычис - лительную платформу с идеальной ней - ронной сетевой архитектурой сфотонной многоканальнойполносвязнойреконфи - гурируемой связью , тот получит доступ к рыночному разнообразию внедрения изделия , как для гражданского , так и для специального применения ( рис . 27). Матричный 3D ФЭ нейровычислитель на основе аналоговых оптических вычислений , элементов оптических систем и многоканальной , пространственной фотон - электронной и волоконно - оптической связи ( рис . 28) Состав нейровычислителя : ● три 3D ФЭ М ПМ с 256 ПЭ и много - канальной пространственной фотон - ной связью : ● функция обработки – трёхуровневая , аналогово - цифровая ; ● базовый 3D ФЭ М ПМ – 3 шт .; ● оптический волоконный многока - нальный пространственный преоб - разователь – 6 шт .; ● фотонный сумматор – оптическая линза – 3 шт . 3D ФЭ матричная нейроморфная среда ООО « ОЭС » – 3D ФЭ МНС с фотонной многоканальной импульсной нейроморфной сетью (SNN) на основе 3D ФЭ МПП и 3D ФЭ МНП СБИС с реформируемым нейроморфным чипом « Алтай » Нейроморфный чип российской раз - работки « Алтай » и его матрица ней - роядер конструкторско - технологи - чески реформируется под объёмный фотон - электронный матричный ней - роморфный процессорный СБИС – 3D ФЭ МНП СБИС с матрицей АЦП / ЦАП и неблокирующим коммутатором матрицы выходных фотонных сигна - лов по кремниево - фотонной техноло - гии ООО « ОЭС ». Чип « Алтай » получает в каждое ней - роядро матрицы входной плоскости чипа фотонный импульсный сигнал с канальной аналого - цифровой вели - чиной информационного сигнала до 256 бит . После алгоритмической обработки входных сигналов из каждого нейро - ядра матрицы выходной плоскости чипа передаются цифро - аналоговые электрические импульсные сигналы для матрицы лазеров вертикально - го излучения с канальной величиной информационного сигнала до 256 бит . 3D ФЭ МНП СБИС устанавливает - ся на объёмные фотон - электронные матричные процессорные платы – 3D ФЭ МПП . Архитектура матричной простран - ственно - временн о́ й нейроморфной среды – 3D ФЭ МНС с шестнадцатью 3D ФЭ МПП каждая , с четырьмя / восе - мью 3D ФЭ МНП СБИС , 3D ФЭ МВЛ СБИС и оптическими призменными мультиплексными элементами пред - ставлена на рис . 29–31. Фотонные информационные связи в матричной пространственно - временно́й нейроморфной среде – 3D ФЭ МНС ● В матричной пространственно - временно́й потоковой нейроморф - ной среде 3D ФЭ ВНС располагает - ся шестнадцать 3D ФЭ МПП . Каждая Рис . 24. Архитектура 3D ФЭ МПМ с 3D ФЭ матрицами функциональных СБИС с оптическими и электрическими связями Рис . 25. Структурная схема 3D ФЭ МПМ с 3D ФЭ матрицами функциональных СБИС с оптическими и электрическими связями Рис . 26. Фотография 3D ФЭ МПМ с 3D ФЭ матрицами функциональных СБИС с оптическими и электрическими связями ПМ ПР 64 ПМ ПР 1892ВМ14Я SW ПМ ПР SW Перифери 1 32 1 32 1 2 1 2 64 hλ ē hλ hλ ē ē ē ПМ ПР ПМ ПР ПМ ПР 64 64 hλ интерфейс ПР ПМ ПР ПМ ОЭ МВЛ ОЭ МВЛ оптический вход ОЭ БПФ ОЭ НП EMIFA 1892 ВМ 7Я Flash DDR2 DDR2 Clock 1892 ВМ 7Я SRIO EMIFB I2C SRIO JTAG Clk 64 64 64 64 оптический выход Flash DDR2 DDR2 EMIFB I2C JTAG Clk JTAG - лицевая сторона «Ф» – прием многоканального оптического сигнала - обратная сторона «Л» – передача многоканального оптического сигнала AIF 3.3 V 1.8 V 1.5 V 1.25 V 1.2 V 3.3 V 1.8 V 0.512 V 0.256 V 0.128 V GND 1.1 V Си электрический разъем SAMTEC QMS-052-01-SL-D-EM2-TR 4 2