ترجمه فارسی مقاله محاسبات مخزن فوتونی چندوظیفه‌ای: مالتی‌پلکسینگ تقسیم طول موج برای محاسبات موازی با یک تشدیدگر ریزحلقه سیلیکونی

چکیده

Nowadays, as the ever-increasing demand for more powerful computing resources continues, alternative advanced computing paradigms are under extensive investigation. Significant effort has been made to deviate from conventional Von Neumann architectures. In-memory computing has emerged in the field of electronics as a possible solution to the infamous bottleneck between memory and computing processors, which reduces the effective throughput of data. In photonics, novel schemes attempt to collocate the computing processor and memory in a single device. Photonics offers the flexibility of multiplexing streams of data not only spatially and in time, but also in frequency or, equivalently, in wavelength, which makes it highly suitable for parallel computing. Here, we numerically show the use of time and wavelength division multiplexing (WDM) to solve four independent tasks at the same time in a single photonic chip, serving as a proof of concept for our proposal. The system is a time-delay reservoir computing (TDRC) based on a microring resonator (MRR). The addressed tasks cover different applications: Time-series prediction, waveform signal classification, wireless channel equalization, and radar signal prediction. The system is also tested for simultaneous computing of up to 10 instances of the same task, exhibiting excellent performance. The footprint of the system is reduced by using time-division multiplexing of the nodes that act as the neurons of the studied neural network scheme. WDM is used for the parallelization of wavelength channels, each addressing a single task. By adjusting the input power and frequency of each optical channel, we can achieve levels of performance for each of the tasks that are comparable to those quoted in state-of-the-art reports focusing on single-task operation…

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

امروزه ، با ادامه تقاضای روزافزون برای منابع محاسباتی قدرتمندتر ، پارادایم های محاسباتی پیشرفته جایگزین تحت بررسی های گسترده قرار می گیرند.تلاش مهمی برای انحراف از معماری های معمولی فون نویمان انجام شده است.محاسبات در حافظه در زمینه الکترونیک به عنوان یک راه حل ممکن برای تنگنا بدنام بین حافظه و پردازنده های محاسباتی پدید آمده است ، که باعث کاهش توان مؤثر داده ها می شود.در فوتونیک ، طرح های جدید سعی در جمع آوری پردازنده و حافظه محاسبات در یک دستگاه واحد دارند.Photonics انعطاف پذیری جریان های چند برابر داده ها را نه تنها از نظر مکانی و به موقع ، بلکه در فرکانس یا به طور معادل آن در طول موج ارائه می دهد ، که باعث می شود آن را برای محاسبات موازی بسیار مناسب کند.در اینجا ، ما به صورت عددی استفاده از Multiplexing تقسیم زمان و طول موج (WDM) را برای حل چهار وظیفه مستقل به طور همزمان در یک تراشه فوتونی واحد نشان می دهیم ، و به عنوان اثبات مفهوم پیشنهاد ما خدمت می کنیم.این سیستم یک محاسبات مخزن تاخیر زمان (TDRC) است که بر اساس یک تشدید کننده ریزگرد (MRR) انجام می شود.وظایف خطاب شده برنامه های مختلفی را پوشش می دهد: پیش بینی سری زمانی ، طبقه بندی سیگنال شکل موج ، تساوی کانال بی سیم و پیش بینی سیگنال رادار.این سیستم همچنین برای محاسبات همزمان حداکثر 10 نمونه از همان کار آزمایش شده است و عملکرد بسیار خوبی را نشان می دهد.ردپای سیستم با استفاده از چند برابر شدن تقسیم بندی گره هایی که به عنوان نورون های طرح شبکه عصبی مورد مطالعه عمل می کنند ، کاهش می یابد.WDM برای موازی سازی کانال های طول موج استفاده می شود که هر یک از آنها به یک کار واحد پرداخته است.با تنظیم قدرت و فرکانس ورودی هر کانال نوری ، می توانیم برای هر یک از وظایف قابل مقایسه با مواردی که در گزارش های پیشرفته با تمرکز بر عملکرد تک وظیفه ای قابل مقایسه هستند ، به سطح عملکرد برسیم …