Český student pracuje na technologii, která elektronice ušetří až 90 % energie

  • Brněnský student v diplomové práci popisuje přelomovou technologii.
  • Zanesením chyby do algoritmů má procesor ušetřit až 90 % energie.
  • Cesta k praktickému využití je ještě dlouhá.
Český student pracuje na technologii, která elektronice ušetří až 90 % energie

Z hlav českých studentů už vzešel nejeden nápad, který zaujal i významné investory ze zahraničí. V poslední době čeří vodu v moři zajímavých projektů Jiří Matyáš z brněnského VUT, který vymyslel, jak prodloužit výdrž baterií. Všimnou si ho významní výrobci smartphonů?

Na první pohled vypadá nápad 24letého Jiřího Matyáše jednoduše. Podle něj lze úpravou obvodu snížit spotřebu energie v mobilních a dalších zařízeních až o 90 %. Projekt stojí na předpokladu, že programy v obvodech v současnosti fungují až zbytečné přesně. Tvrdí, že úspory dosáhneme tím, když se v programu záměrně vytvoří malá chyba. Podle něj stačí zanést půlprocentní chybu, které si lidské oko ani nevšimne.

Klepněte pro větší obrázek
Jiří Matyáš z brněnského VUT zvítězil se svojí diplomkou v soutěži IT SPY

Drobné chyby člověk neodhalí

Displeje mobilů zobrazí miliony barev a procesor 60× za sekundu zcela přesně propočítává parametry každého pixelu. To neúměrně zatěžuje životnost baterie. „Lidské vnímání je omezené, člověk nerozpozná, zda je pigmentace na miliontém prvním, nebo druhém místě. Drobná chyba ve výpočtech barev tedy není lidským okem rozpoznatelná a uživatele zařízení nijak neomezuje. Cílem mého výzkumu je vyvinout digitální obvody, které budou počítat s určitou odchylkou, a tím ušetří energii. Lze to využít například při zpracování obrazu a zvuku, kde drobné chyby ve výpočtech nevadí,“ vysvětluje student. Energie by se podle Matyáše dala ušetřit také v neuronových sítích či zpracování signálu, multimédiích nebo při data miningu.

Úspěšná diplomka

A domněnka to není nijak slepá, jak potvrdil i Matyášův nedávný úspěch. Na problém se zaměřil ve své diplomové práci „Využití přibližné ekvivalence při návrhu přibližných obvodů“. Ta v konkurenci dalších téměř 2 000 diplomek z České a Slovenské republiky zvítězila koncem loňského roku v soutěži IT SPY.

Klepněte pro větší obrázek
Finalisté soutěže IT SPY.

S projektem mu pomohlo i zázemí Fakulty informačních technologií brněnského VUT. „Vyvinutá metoda je založená na evolučních algoritmech, které nová řešení hledají náhodné. V praxi to znamená, že výsledky dvou spuštění programu s naprosto stejným počátečním nastavením se mohou diametrálně lišit.“

„Aby bylo možné opravdu spolehlivě statisticky vyhodnotit výkonnost dané evoluční metody, je nutné provést velké množství experimentů. V jejich provádění nám velmi pomohl fakultní superpočítač, na němž je možné paralelně spustit více než tisíc evolučních běhů. Díky tomu jsme měli za pár hodin k dispozici výsledky, na které bychom při použití běžných počítačů museli čekat týdny,” popisuje Matyáš.

Tím, jak podobně snížit spotřebu baterií, se samozřejmě nezabývá pouze student pocházející ze Slavkova u Brna. „Na světě se tímto problémem zabývá několik desítek výzkumných skupin. Já jsem však první, kdo dokázal spojit dva přístupy a dosáhnout díky tomu zatím nejlepšího výsledku. Naše závěry jsme prezentovali například v Kalifornii,” uvádí Matyáš, který projektu věnuje zhruba dva roky a nemíní ho opustit ani v rámci svého doktorského studia. „Dále rozvíjím myšlenku přibližného počítání – snažíme se, aby naše metoda podporovala více druhů nejrůznějších obvodů, aby byla snadněji použitelná a také rychlejší,“ doplňuje.

Dočkáme se realizace?

Nyní však nastává otázka, zda se vůbec nápad dostane do praxe. Na první pohled revoluční technologie totiž skýtá několik otazníků. „Je to velice složitá otázka a nemyslím si, že by se na ni dalo více než velice rámcově odpovědět. Záleží to hlavně na tom, zda by se myšlenky ujal některý z velkých výrobců,” potvrzuje Matyáš.

Podle něj si v dnešní době pouze malý počet těch největších firem může dovolit vyvíjet ASIC obvody. Čili takové, které by bylo možné zákaznicky programovat. „Obvody je nutné je nutné vhodně integrovat do celého zařízení – nedají se využít jen tak samostatně. Vývoj nového hardwaru navíc stojí stále větší množství finančních prostředků, a protože zrychlování podle Moorova zákona už neplatí, výrobci se horko těžko snaží přinést zrychlení nebo další zlepšení, kvůli kterému by se do nového vybavení vyplatilo uživatelům investovat,“ vysvětluje Matyáš.

Matyášova práce může mít dopad v celosvětovém měřítku. Nikde však není psáno, že se zítra neobjeví nějaká jiná zázračná technologie, která půjde do praxe zavést jednodušeji.

Diskuze (34) Další článek: Patent LG ukazuje rozkládací telefon, ze kterého uděláte tablet. Displej se ohne

Témata článku: Technologie, Video, Neuronová síť, Energie, Týden mobilně, Slovensko, Digitální obvod, Dnešní doba, Studenti, Celosvětové měřítko, Mobilní zařízení, Provádění, Významný investor, Zajímavý projekt, Obvod, Stud, Revoluční technologie, Lidské oko, Drobná chyba, Významný výrobce, Velký výrobce, Moore, Nové řešení, Poslední doba, Česká republika


Určitě si přečtěte

Pojďme programovat elektroniku: Jak vlastně funguje akcelerometr a gyroskop nejen ve vašem telefonu

Pojďme programovat elektroniku: Jak vlastně funguje akcelerometr a gyroskop nejen ve vašem telefonu

** Každý současný vybavený mobil má akcelerometr a gyroskop ** Jenže co každé z těchto čidel vlastně dělá a jak vypadá? ** Dnes si to vysvětlíme a do hry zapojíme i Airbus A380 a Arduino

Jakub Čížek | 11

Osudová havárie Concordu: Před 18 lety přišel konec nadzvukových dopravních letadel

Osudová havárie Concordu: Před 18 lety přišel konec nadzvukových dopravních letadel

** Concorde byl nejrychlejším dopravním letadlem ** Atlantik dokázal přeletět za cca 3 až 3,5 hodiny ** Před osmnácti lety tragická havárie provoz těchto letadel prakticky ukončila

David Polesný, Jiří Černý | 37

Nedávno detekovaná potulná planeta je ohromné magnetické monstrum

Nedávno detekovaná potulná planeta je ohromné magnetické monstrum

** Astronomové nedávno zaznamenali pozoruhodné prvenství ** Poprvé s radioteleskopem detekovali planetární objekt za hranicemi Sluneční soustavy ** Stejně tak poprvé změřili magnetické pole takové planety

Stanislav Mihulka | 6

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

Tohle tak jednou zažít: Nová vzducholoď Airlander 10 s prosklenou podlahou

** Airlander 10 nabídne plavby vzduchem v interiéru s prosklenou podlahou ** Luxusní vzducholoď byla původně vyvíjena pro vojenské účely ** Počítá se s třídenními „kochacími“ výlety za poznáním

Karel Kilián | 7

Nová zbraň proti hackerům: obrovské množství chyb v softwaru

Nová zbraň proti hackerům: obrovské množství chyb v softwaru

** Vědci vymysleli nový systém obrany proti hackerům ** Pomocí speciálního systému implementují do softwaru spoustu chyb ** Tyto chyby nejsou zneužitelné, což útočník zjistí až po čase

Karel Javůrek | 28

Nvidia představila nové grafické karty GeForce RTX. Nastavila šílené ceny a chce přesvědčit ray tracingem

Nvidia představila nové grafické karty GeForce RTX. Nastavila šílené ceny a chce přesvědčit ray tracingem

** Nvidia představila nové desktopové herní grafické karty GeForce RTX ** Tři modely se pyšní masivním výkonem pouze ve spojení s ray tracingem ** Ceny jsou mnohem vyšší než u předchozích generací

Karel Javůrek | 106


Aktuální číslo časopisu Computer

Megatest: 13 grafických karet

Srovnání 7 dokovacích stanic s USB-C

Jak na perfektní noční fotografie

Kvalitní zdroje informací pro sebevzdělávání