7.4. Заключение
В настоящее время, как видно из изложенного выше материала, оптические методы умножения матрицы находятся еще только в стадии зарождения. На текущем уровне работ имеются дискретные источники света, модуляторы и фотодетекторы, которые не слишком просто состыковываются друг с другом и с обслуживающей их электроникой, что ограничило объем решаемых ими задач. Эти устройства выдают выходные сигналы, которые не пригодны для дальнейших вычислений. Можно предположить, что в будущем развитие пространственных модуляторов света, интегральной оптики и микротехнологии приведет к созданию интегрированных оптических систем, включающих все компоненты в один узел.
Гораздо более проблематичным является ограниченная емкость обрабатываемых чисел для всех обсуждавшихся выше архитектур. В начале главы утверждалось, что оптика имеет большую полосу пространственных частот. Действительно, двумерные оптические поля позволяют иметь миллионы разрешающих элементов с линейными размерами в несколько длин волн света. Но управлять регистрацией оптических полей удается лишь только в масштабах десятков и сотен длин волн. Широкая полоса пространственных частот представляется доступной только для систем формирования изображений. При наличии данного ограничения цифровые оптические процессоры кажутся пригодными лишь для сравнительно ограниченных по объему задач. Кроме того, многие интересующие проблемы (построение калмановского фильтра и даже цифровые преобразования
Фурье) могут быть выполнены в матрицах 128x128, так что оптические вычислительные устройства могут быть полезны даже в том случае, если объем выполняемых оптических вычислений ограничен.
Самым серьезным недостатком цифровых оптических систем, вероятно, является наличие аналогового выходного сигнала. Оптический сигнал не может быть легко преобразован в цифровой вид. Выходной сигнал должен быть последовательно скорректирован электронными методами при не слишком высоких затратах. Необходимо найти какие-либо способы выполнения преобразования оптическими методами или способы использовать выходной сигнал, представленный в смешанном формате.
Видимо, изложенный способ рассмотрения проблем оптического матричного умножения следует воспринимать лишь как определенный, далеко неокончательный этап развития. За последнее время было получено много новых данных относительно возможностей оптики в вычислениях, а обсуждавшиеся здесь работы простимулировали появление многих приборных разработок. В самом деле, многие из рассматривавшихся в данной главе концепций находят применение во все разрастающейся области оптических межэлементных соединений для нейронных сетей [27]. Применительно к проблеме соединений оптические системы рассматривают как программируемые переключатели, а не вычисляющие устройства.
Выходной сигнал в этом случае нуждается только в пороговом кодировании, а не в аналого-цифровом преобразовании. Избавившись от этих отягощающих проблем, можно использовать в полной мере параллелизм оптических методов.
