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Ascend：具有光子互连的可扩展且节能的深度神经网络加速器
摘要 — 为了追求高推理精度，近期深度神经网络 (DNN) 模型的复杂性和规模显著增加。基于芯片的加速器被认为是一种可行的扩展方法，可为此类 DNN 模型的有效处理提供强大的计算能力和片上存储器。然而，在之前的基于芯片的加速器中使用金属互连进行通信对系统性能、能源效率和可扩展性构成了重大挑战。光子互连具有与距离无关的延迟、高带宽密度和高能源效率等特点，可以充分支持跨芯片的通信。此外，显著的广播特性使光子互连适用于通常会引发普遍的广播通信的 DNN 推理。在本文中，我们提出了一种基于芯片的可扩展光子互连 DNN 加速器，名为 A SCEND。 A SCEND 引入了 (1) 一种新型光子网络，支持无缝芯片内和芯片间广播通信以及不同卷积层的灵活映射，以及 (2) 一种定制数据流，利用广播特性的便利性，并通过同时处理共享输入数据的计算来最大化并行性。使用多个 DNN 模型的仿真结果表明，与其他具有金属或光子互连的最先进的基于芯片的 DNN 加速器相比，A SCEND 分别实现了 71% 和 67% 的执行时间和能耗减少。
具有光伏和能量存储的智能家居中DSM的功率调度方案
摘要：本文介绍了一个单户房屋的案例研究，该房屋的几个光伏微设置以不同的方向为导向，在该方向上，能量电力存储系统已经运行了几个月。在房屋中，热源是与热缓冲区配合的空气水泵。第一个光伏安装是在2016年安装的，在随后的五年中，使用微型逆变器扩展了。来自光伏的最终能量覆盖了建筑物的能源需求的50％。提出了处理技术和经济方面的程序，使我们能够确定在能源价格，设备效率和价格的给定条件下以及政府支持的给定条件下是否要安装储能。本文介绍了设计和构建的家庭能源管理系统的影响，该系统主要是通过对光伏系统的自我消费以及最终成本的影响来监督热量和电池中的储能。使用需求侧管理进行比较计算，这决定了瞬时能源成本。注意获得高自我消费的可能性，但经济计算表明，这并不总是有益的。在安装电气存储系统后，每年的自我消费增加了大约六分之一，从使用家庭能源管理系统开始时，增加了三分之一。同时，通过在热量和电池中利用储能，在最便宜的多区域关税中消耗了几乎95％的能源。还提出了逆变器和电池充电系统对电网的影响。通常，当活动能接近零时，电容式反应能是显着的。
拥有光伏和储能设施的社区共享市场
摘要 —本文提出了一种基于双向拍卖的机制，该机制捕捉由分布式太阳能发电产消者和消费者组成的社区能源共享市场内的互动。假设所有代理都拥有电池储能系统，并可以使用电池进行需求响应。代理可以优化其电池系统的充电/放电计划，以供社区共享，从而降低电力成本。为了确定双边拍卖市场的现货价格，在参与社区共享的所有参与者之间制定了一个非合作博弈。首先设计一种迭代算法来清算市场并减轻供需的不确定性。然后，设计一种自适应定价策略来帮助代理更好地估计市场并预测未来价格。提供了一个有 10 个代理的案例研究来评估拟议的社区共享市场的有效性。
基因编辑和阿尔茨海默病：隧道的尽头是否有光明？
阿尔茨海默病 (AD) 是最常见的与年龄有关的痴呆症。尽管付出了大量的努力，但对 AD 发病机制的理解仍然难以捉摸。此外，对可能的治疗靶点的搜索大多未获成功，几家制药巨头为治疗 AD 而开发的产品在临床试验中失败。多年来，唯一可用于治疗 AD 的方法就是使用药物，主要是乙酰胆碱酯酶 (AChE) 抑制剂，旨在促进患者大脑中的胆碱能传递。众所周知，AD 的早期症状与认知障碍有关，这可能是由于胆碱能功能障碍所致。年龄相关性记忆障碍的胆碱能假说于 20 世纪 80 年代提出（Bartus 等人，1982 年），现在该假说已被该领域的大多数研究人员充分认可。基底前脑胆碱能神经元 (BFCN) 的退化改变是记忆障碍的基础，特别是在 AD 发展的早期阶段。然而，导致 AD 胆碱能缺陷的因素尚不清楚。编码直接参与胆碱能传递的蛋白质的基因中没有任何特定的突变。全基因组关联研究 (GWAS) 揭示了与 AD 病因相关的非常复杂的基因修饰，但观察到的关联均与早期胆碱能不足无关。相反，从 GWAS 数据中挖掘具有生物学意义的信息，以了解晚发型 AD GWAS 数据集，结果显示，在与胆固醇代谢和免疫反应相关的通路中，关联信号显著过度表达 (Jones 等人，2010)。研究中检测到的唯一非免疫和非脂质相关过程是胆碱能突触传递。我们必须提到的是，在 AD 早期阶段，不仅 BFCN（主要位于 Meynert 基底核 (NbM)）会退化。神经退化也见于内嗅皮质 (EC)、海马和蓝斑 (LC)。在这三个区域中，神经元丢失在临床前阶段就已经可检测到，并且在前驱期 AD/轻度认知障碍 (MCI) 时清晰可见。在更晚期的 AD 中，细胞丢失在 NbM > LC > 层 II EC 中最为明显。然而，在早期 AD 期间，细胞丢失的程度在这三个区域中相当平衡，没有明显迹象表明哪个区域更受青睐 (Arendt et al., 2015)。此外，新皮质中的谷氨酸能失衡与 AD 严重程度相关 (Francis et al., 1993)。在散发性 AD 中，
利用生物质的现有光伏/风能混合系统研究
摘要：山区未开发的松针具有很高的发电潜力，这不仅浪费资源，而且还会增加森林火灾和温室气体排放等环境危害的可能性。这项研究旨在提出一种新的混合系统（光伏/风能/生物质），利用丰富的松针资源替代现有的屋顶光伏/风能混合系统，并使用多种能源混合优化（HOMER）分析其可行性。在 NIT-Hamirpur 能源与环境工程中心大楼，生物质气化炉被集成在一起，以满足从 4.3 kW 增加到 29.5 kW 的负载需求。本研究考虑了两种情况（有和没有存储）。发现新的优化配置是一个 1kW p 光伏阵列、一个容量为 5kW 的风力涡轮机、容量为 17 kW 的气化炉、10 个串联的 12v 电池和 10 kW 转换器。离网混合系统的比较分析表明，与不带储能装置的系统相比，带储能装置的系统更经济，发电成本为 0.222 美元/千瓦时。所提出的混合系统更可靠、经济、环保，在仅使用柴油满足相同能源需求的情况下，每年可节省约 27815 千克二氧化碳。因此，分散式小型发电厂中的生物质气化炉可以更好地替代柴油发电机。
大脑中是否有光通信通道？
尽管在神经科学方面取得了长足的进步，但仍然存在有关大脑的基本问题，包括主观经验和意识的起源。一些答案可能依赖于新的物理机制。鉴于在大脑中发现了生物光子，探索神经元除了使用精心研究的电信号外使用光子通信很有趣。大脑中的这种光子通信需要波导。在这里，我们回顾了最近的工作（S. Kumar，K。Boone，J。Tuszynski，P。Barclay和C. Simon，Scientific Reports 6，36508（2016）），建议髓鞘轴突可以用作光子波导。考虑到其现实的缺陷，对髓鞘轴突中的光传递进行了建模，并在体内和体外提出了实验，以检验该假设。讨论了对量子生物学的潜在影响。
