Инженеры разработали крошечный чип, работающий на основе микроволн

Исследовательская группа Корнеллского университета разработала инновационный микрочип под названием «микроволновой мозг», который обрабатывает данные и беспроводные сигналы, используя физические свойства микроволн. Этот полностью интегрированный в кремниевую основу процессор представляет собой первую в своём роде микроволновую нейронную сеть, способную выполнять вычисления в частотной области в режиме реального времени.

Устройство потребляет всего 200 милливатт энергии и эффективно решает такие задачи, как декодирование радиосигналов, отслеживание радиолокационных целей и обработка цифровых данных. Ключевое преимущество чипа заключается в его способности программируемо искажать сигналы в широком диапазоне частот, что позволяет решать различные вычислительные задачи.

В отличие от традиционных цифровых микросхем, работающих последовательно по тактовому сигналу, «микроволновый мозг» использует быстрые аналоговые сигналы в микроволновом диапазоне. Это обеспечивает обработку данных на скорости в десятки гигагерц, что значительно превосходит возможности большинства цифровых микросхем.

Архитектура чипа основана на специальных волноводах, соединяющих компоненты для выявления закономерностей и обучения на основе данных. Ведущий автор исследования Бал Говинд отказался от традиционных схемотехнических решений и создал управляемую смесь частотных характеристик, обеспечивающую высокую производительность вычислений.

В ходе испытаний микрочип продемонстрировал точность классификации различных типов беспроводных сигналов не менее 88 %, что соответствует показателям цифровых нейронных сетей, но при значительно меньших энергозатратах и габаритах. Примечательно, что устройство сохраняет высокую точность как при простых, так и при сложных вычислениях без дополнительных затрат ресурсов.

Исследователи видят потенциал применения этой технологии в периферийных вычислениях, например в смарт-часах или мобильных телефонах, что позволит создавать модели непосредственно на устройстве без обращения к облачным серверам. В настоящее время команда работает над повышением точности чипа для интеграции в существующие платформы микроволновой и цифровой обработки.

Источник: Interestingeng Iineering