Дослідники з Корнелльського університету розробили малопотужний чип, який вони називають «мікрохвильовим мозком». Це перший процесор, що може обробляти надшвидкісні дані та бездротові сигнали, використовуючи мікрохвилі.
Дослідники з Корнелльського університету розробили малопотужний чип, який вони називають «мікрохвильовим мозком». Це перший процесор, що може обробляти надшвидкісні дані та бездротові сигнали, використовуючи мікрохвилі.
Процесор є першою справжньою мікрохвильовою нейронною мережею та повністю інтегрований у кремнієвий чип. Він виконує обчислення в частотній області в режимі реального часу для таких завдань, як декодування радіосигналів, відстеження радіолокаційних цілей та обробка цифрових даних, споживаючи при цьому менш як 200 міліватів енергії, пише Tech Xplore.
«Завдяки тому, що чип здатен програмовано змінювати сигнал у широкому діапазоні частот за долі секунди, його можна використовувати для різних обчислювальних завдань, — пояснив Бал Говінд, провідний автор дослідження. — Він дозволяє уникнути багатьох етапів обробки сигналу, які зазвичай виконують цифрові комп’ютери».
Така здатність забезпечується завдяки конструкції чипа як нейронної мережі, комп’ютерної системи, змодельованої за принципом роботи мозку, що використовує взаємопов’язані режими, створені в налаштовуваних хвилеводах.
Це дозволяє розпізнавати закономірності та навчатися на даних. Але на відміну від традиційних нейронних мереж, які покладаються на цифрові операції та покрокові інструкції, що синхронізуються з годинником, ця мережа використовує аналогову, нелінійну поведінку в мікрохвильовому режимі, що дозволяє їй обробляти потоки даних у десятках гігагерц — набагато швидше, ніж більшість цифрових чипів.
Чип може виконувати як низькорівневі логічні функції, так і складні завдання, такі як ідентифікація бітових послідовностей або підрахунок двійкових значень у високошвидкісних даних. Він досяг точності 88% або вище в кількох завданнях класифікації, що включають типи бездротових сигналів, що можна порівняти з цифровими нейронними мережами, але з часткою потужності та розміру.
«У традиційних цифрових системах, коли завдання стають складнішими, потрібно більше схем, більше потужності та більше корекції помилок для підтримки точності. Але завдяки нашому ймовірнісному підходу ми можемо підтримувати високу точність як у простих, так і в складних обчисленнях без додаткових накладних витрат», — кажуть дослідники.
Надзвичайна чутливість чипа до вхідних сигналів робить його придатним для застосувань у сфері апаратної безпеки, таких як виявлення аномалій у бездротових комунікаціях у декількох діапазонах мікрохвильових частот.
Крім того, дослідники вважають, якщо вони ще більше зменшать споживання енергії, вони зможуть розгорнути його на смартгодиннику або мобільному телефоні.
Хоча чип все ще є експериментальним, дослідники оптимістично налаштовані щодо його масштабованості. Вони експериментують зі способами підвищення його точності та інтеграції в наявні платформи мікрохвильової та цифрової обробки.
