Микрочипы обрабатывают данные как мозг

Инженеры разрабатывают новый тип микрочипа, который использует микроволны для обработки данных.Чип функционирует как нейронная сеть в микроволновой области и выполняет такие задачи в реальном времени, как радиолокационное слежение, декодирование беспроводного сигнала и высокоскоростная обработка данных.Он работает с мощностью менее 200 милливатт, показывая альтернативный путь для эффективных вычислений.

Вместо обработки данных с помощью двоичной логики и синхронизированных инструкций чип манипулирует структурами электромагнитных волн внутри реконфигурируемых волноводов.Каждый режим действует как узел, подключенный к мозгу.Вместе они выявляют закономерности, извлекают уроки из вариаций и адаптируются к новым сигналам в режиме реального времени.Это позволяет процессору выполнять вычисления в полосе пропускания в десятки гигагерц, что превышает возможности большинства цифровых систем.

Исследование, опубликованное в журнале Nature Electronics, представляет первый нейронный процессор на основе микроволнового излучения, полностью интегрированный в кремниевый чип.Он выполняет вычисления непосредственно в частотной области, уменьшая необходимость в нескольких этапах цифровой обработки, которые обычно встречаются в традиционных системах.Этот метод обеспечивает более быструю обработку данных при меньших затратах энергии.

Команда из Корнелльского университета демонстрирует, что чип выполняет такие задачи, как распознавание двоичных образов и классификация беспроводных сигналов, с уровнем точности выше 88 процентов.Эти результаты соответствуют цифровым нейронным сетям по производительности, используя при этом часть их пространства и энергии.Вероятностный дизайн процессора также делает его эффективным для решения сложных задач без дополнительного оборудования, обычно необходимого для точности или исправления ошибок.

В настоящее время исследователи изучают будущие устройства безопасности и датчиков, которые контролируют диапазоны радиосвязи на вычислительных платформах, таких как носимые или мобильные устройства.Эта работа представляет собой сдвиг в сторону объединения аналоговой микроволновой физики с современными вычислительными архитектурами для масштабируемого интеллекта на устройстве.