Tutkijat rakensivat ensimmäiset "mikroaaltoaivot" sirulle20.08.2025
Tutkijoiden julkaistussa raportissa esitelty prosessori on ensimmäinen aito mikroaaltoinen neuroverkko, ja se on täysin integroitu piisirulle. ”Koska se pystyy vääristämään ohjelmoitavalla tavalla laajalla taajuuskaistalla välittömästi, sitä voidaan käyttää uudelleen useisiin laskentatehtäviin”, sanoo tutkimuksen johtava kirjoittaja Bal Govind. ”Se ohittaa suuren määrän signaalinkäsittelyvaiheita, jotka digitaalisten tietokoneiden on normaalisti tehtävä.” Tämän ominaisuuden mahdollistaa sirun suunnittelu neuroverkoksi, aivojen mallintamaksi tietokonejärjestelmäksi, joka käyttää viritettävissä aaltojohteissa tuotettuja toisiinsa kytkettyjä moodimoodeja. Tämä mahdollistaa sen tunnistaa kuvioita ja oppia datasta. Mutta toisin kuin perinteiset neuroverkot, jotka perustuvat digitaalisiin operaatioihin ja kellon ajastamiin vaiheittaisiin ohjeisiin, tämä verkko käyttää analogista, epälineaarista käyttäytymistä mikroaaltotilassa, minkä ansiosta se pystyy käsittelemään kymmenien gigahertsien datavirtoja – paljon nopeammin kuin useimmat digitaaliset sirut. ”Bal hylkäsi paljon perinteistä piirisuunnittelua saavuttaakseen tämän”, sanoi tekniikan professori Alyssa Apsel. ”Sen sijaan, että olisi yritetty jäljitellä digitaalisten neuroverkkojen rakennetta tarkasti, hän loi jotain, joka näyttää enemmän kontrolloidulta taajuuskäyttäytymisen sekoitukselta, joka voi lopulta tarjota sinulle tehokkaan laskennan.” Siru pystyy suorittamaan sekä matalan tason logiikkafunktioita että monimutkaisia tehtäviä, kuten bittisekvenssien tunnistamista tai binääriarvojen laskemista suurnopeusdatassa. Se saavutti 88 %:n tai sitä suuremman tarkkuuden useissa langattomia signaalityyppejä sisältävissä luokittelutehtävissä, mikä on verrattavissa digitaalisiin neuroverkkoihin, mutta murto-osalla tehonkäytöstä ja koosta. ”Perinteisissä digitaalisissa järjestelmissä tehtävien monimutkaistuessa tarkkuuden ylläpitämiseksi tarvitaan enemmän piirejä, tehoa ja virheenkorjausta”, Govind sanoi. ”Mutta todennäköisyyspohjaisen lähestymistapamme avulla pystymme ylläpitämään korkean tarkkuuden sekä yksinkertaisissa että monimutkaisissa laskelmissa ilman lisäkuormitusta.” Sirun äärimmäinen herkkyys syötteille tekee siitä tutkijoiden mukaan hyvin sopivan laitteistoturvallisuussovelluksiin, kuten langattoman viestinnän poikkeavuuksien havaitsemiseen useilla mikroaaltotaajuusalueilla. ”Uskomme myös, että jos vähennämme virrankulutusta edelleen, voimme ottaa sen käyttöön sovelluksissa, kuten reunalaskennassa”, Apsel toetaa.” Vaikka siru on vielä kokeellinen, tutkijat ovat optimistisia sen skaalautuvuuden suhteen. He kokeilevat tapoja parantaa sen tarkkuutta ja integroida se olemassa oleviin mikroaaltoisiin ja digitaalisiin prosessointialustoihin. Aiheesta aiemmin: Ohjelmoitava monitoiminen integroitu mikroaaltofotonipiiri |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Cornellin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet vähän virtaa kuluttavan mikrosirun, jota he kutsuvat "mikroaaltoaivoiksi". Kyseessä on ensimmäinen prosessori, joka laskee sekä ultranopeita datasignaaleja että langattoman viestinnän signaaleja hyödyntämällä mikroaaltojen fysiikkaa.