Vědci dosáhli průlomu v počítačové technologii: vytvořili první plně funkční mikrovlnný čip na světě, který je schopen překonat konvenční CPU v rychlosti i energetické účinnosti. Tento inovativní „mikrovlnný mozek“ využívá analogové mikrovlny k provádění složitých výpočtů, které jsou na hony vzdáleny tradičním digitálním obvodům.
Tento nový přístup má obrovský potenciál pro vysoce výkonné aplikace, jako je radarové mapování, které vyžadují rychlé zpracování dat. Mikrovlny v této oblasti vynikají díky své schopnosti zpracovávat obrovské množství dat současně v širokém rozsahu frekvencí.
Jak funguje mikrovlnný čip: pomocí analogových vln a neuronových sítí
Ve svém jádru čip využívá neuronovou síť umělé inteligence (AI) strukturovanou z propojených elektromagnetických uzlů uvnitř přizpůsobitelných vlnovodů. Tyto uzly manipulují s mikrovlnnými vlnami ve formě analogových signálů. Vlny tvoří výrazný hřebenovitý vzor s pravidelně rozmístěnými spektrálními čarami, které fungují jako přesný měřič frekvence. To umožňuje neuvěřitelně rychlé a přesné měření frekvence.
Tento „mikrovlnný mozek“ napodobuje strukturu a funkčnost lidského mozku prostřednictvím propojených uzlů, které se učí a přizpůsobují identifikací vzorců v datových tocích. Čip pracuje na základě pravděpodobnostního přístupu – místo toho, aby se spoléhal na tvrdou digitální logiku, využívá ke zpracování informací pravděpodobnosti. Tato nová metoda výrazně zlepšuje rychlost i přesnost ve srovnání s tradičními digitálními výpočetními modely.
Skok ve výpočetním výkonu a energetické účinnosti
Testování prokázalo působivé schopnosti čipu. Úspěšně zvládl komplexní úkoly, jako je rozpoznávání binárních vzorů a vysokorychlostní analýza datového toku s 88% přesností v různých testech klasifikace bezdrátových signálů. Překvapivě dosahuje rychlosti zpracování v desítkách gigahertzů (nejméně 20 miliard operací za sekundu), čímž překračuje typické rychlosti procesoru, které se vyskytují u většiny domácích počítačů (2,5 až 4 GHz).
Tento vynikající výkon přichází s významnými výhodami ve spotřebě energie. Čip spotřebovává méně než 200 miliwattů – stejně jako vysílací výkon mobilního telefonu – zatímco tradiční procesory obvykle vyžadují k fungování alespoň 65 wattů. Tato nízká spotřeba energie otevírá vzrušující příležitosti pro integraci čipu do každodenních zařízení, jako jsou chytré telefony a nositelná zařízení, a také pro napájení okrajových počítačových aplikací, které vyžadují zpracování v reálném čase bez přístupu ke vzdáleným datovým centrům.
Tento úspěch má také dalekosáhlé důsledky pro vývoj umělé inteligence a nabízí vysoce efektivní řešení pro trénování komplexních modelů umělé inteligence se sníženými náklady na energii.
I když je zapotřebí další výzkum ke zlepšení designu a zmenšení velikosti čipu, tento průlom zahajuje novou éru v oblasti výpočetní techniky – éru rychlosti, efektivity a potenciálních aplikací, které sahají daleko za tradiční hranice.
