Un nou tip de microcip combină semnale wireless digitale și analogice
Cipurile de computer tradiționale îndeplinesc sarcini trimițând semnale digitale la viteze de ceas regulate, dar un nou hardware experimental folosește microundele pentru sarcini de lucru specializate. Cipul rezultat poate gestiona mai multe funcții, inclusiv AI, consumând doar o fracțiune din puterea unui procesor convențional.
Cercetătorii de la Universitatea Cornell au dezvoltat un cip care combină procesarea digitală tradițională cu o rețea neuronală cu microunde, îndeplinind sarcini similare cu rețelele neuronale convenționale, dar consumând mai puțin de 200 de milivați. Considerat primul de acest fel, designul său provoacă arhitectura tradițională a circuitelor.
Numit „creierul cu microunde”, cipul procesează fluxuri de date prin comunicare wireless analogică. Manipulând microunde în zeci de gigahertzi, poate finaliza sarcini complexe mult mai rapid decât hardware-ul digital tradițional, care execută instrucțiunile liniar.
Calculul în domeniul frecvenței în timp real ar putea face creierul cu microunde ideal pentru decodarea semnalelor radio, urmărirea țintelor radar, procesarea datelor digitale și sarcini similare. Deoarece cipul răspunde direct la intrări, ar putea detecta și anomalii de comunicare wireless pe mai multe benzi de frecvență ale microundelor.
Prin integrarea ghidurilor de undă în rețeaua neuronală folosind o strategie de proiectare probabilistică, cercetătorii au creat un cip care gestionează sarcinile de lucru AI fără creșterile abrupte ale consumului de energie și ale corecției erorilor, observate de obicei pe măsură ce complexitatea crește. Drept urmare, creierul cu microunde poate clasifica tipurile de semnale wireless cu o acuratețe de cel puțin 88 la sută – comparabilă cu rețelele neuronale digitale, dar folosind mult mai puțină putere pe un cip mult mai mic.
Cercetătorii cred că pot reduce și mai mult consumul de energie, făcând cipul potrivit pentru calculul la margine (edge computing). Dimensiunea sa compactă ar putea permite rețele neuronale locale pe smartphone-uri și dispozitive purtabile, reducând dependența de rețelele cloud. Deși Apple, Meta și alți giganți tehnologici promovează dispozitive compatibile cu AI, cum ar fi ceasurile inteligente și ochelarii, potențialul rețelelor neuronale pe dispozitivele purtabile rămâne în mare parte neexplorat.
Creierul cu microunde, publicat în numărul din 14 august al revistei Nature Electronics, a rezultat din experimente efectuate în cadrul unui proiect mai mare, nespecificat, finanțat de DARPA, Cornell și Fundația Națională pentru Știință. Cipul rămâne experimental, dar s-ar putea scala pe scară largă, iar cercetătorii își propun să-i îmbunătățească acuratețea pentru utilizare pe diverse platforme.
