Naukowcy dokonali przełomu w technologii komputerowej: stworzyli pierwszy na świecie w pełni funkcjonalny chip mikrofalowy, który może przewyższyć konwencjonalne procesory zarówno pod względem szybkości, jak i efektywności energetycznej. Ten innowacyjny „mózg mikrofalowy” wykorzystuje mikrofale analogowe do wykonywania skomplikowanych obliczeń, co znacznie różni się od tradycyjnych obwodów cyfrowych.
To nowe podejście ma ogromny potencjał w zastosowaniach o dużej przepustowości, takich jak mapowanie radarowe, które wymagają szybkiego przetwarzania danych. Kuchenki mikrofalowe przodują w tej dziedzinie ze względu na zdolność do jednoczesnego przetwarzania ogromnych ilości danych w szerokim zakresie częstotliwości.
Jak działa chip mikrofalowy: wykorzystanie fal analogowych i sieci neuronowych
W swej istocie chip wykorzystuje sieć neuronową sztucznej inteligencji (AI), zbudowaną z połączonych ze sobą węzłów elektromagnetycznych wewnątrz konfigurowalnych falowodów. Węzły te manipulują falami mikrofalowymi w postaci sygnałów analogowych. Fale tworzą charakterystyczny wzór grzebieniowy z regularnie rozmieszczonymi liniami widmowymi, które działają jak precyzyjny miernik częstotliwości. Pozwala to na niezwykle szybkie i dokładne pomiary częstotliwości.
Ten „mózg mikrofalowy” naśladuje strukturę i funkcjonalność ludzkiego mózgu poprzez połączone ze sobą węzły, które uczą się i dostosowują, identyfikując wzorce w strumieniach danych. Chip działa w oparciu o podejście probabilistyczne – zamiast opierać się na twardej logice cyfrowej, do przetwarzania informacji wykorzystuje prawdopodobieństwa. Ta nowatorska metoda znacznie poprawia zarówno szybkość, jak i dokładność w porównaniu z tradycyjnymi cyfrowymi modelami obliczeniowymi.
Skok mocy obliczeniowej i efektywności energetycznej
Testy wykazały imponujące możliwości chipa. Z powodzeniem poradził sobie ze złożonymi zadaniami, takimi jak rozpoznawanie wzorców binarnych i szybka analiza strumienia danych z dokładnością 88% w różnych testach klasyfikacji sygnału bezprzewodowego. O dziwo, osiąga prędkości przetwarzania rzędu dziesiątek gigaherców (co najmniej 20 miliardów operacji na sekundę), przekraczające typowe prędkości zegara procesora spotykane w większości komputerów domowych (2,5 do 4 GHz).
Ta doskonała wydajność wiąże się ze znaczącymi korzyściami w zakresie zużycia energii. Układ zużywa mniej niż 200 miliwatów – tyle samo, co moc nadawcza telefonu komórkowego – podczas gdy tradycyjne procesory zwykle wymagają co najmniej 65 watów do działania. To niskie zużycie energii otwiera ekscytujące możliwości integracji chipa z urządzeniami codziennego użytku, takimi jak smartfony i urządzenia do noszenia, a także zasilaniem aplikacji obliczeniowych brzegowych, które wymagają przetwarzania w czasie rzeczywistym bez dostępu do zdalnych centrów danych.
To osiągnięcie ma również daleko idące konsekwencje dla rozwoju sztucznej inteligencji, oferując wysoce wydajne rozwiązanie do szkolenia złożonych modeli sztucznej inteligencji przy obniżonych kosztach energii.
Chociaż potrzebne są dalsze badania w celu ulepszenia projektu i zmniejszenia rozmiaru chipa, ten przełom zapoczątkowuje nową erę w informatyce – epokę szybkości, wydajności i potencjalnych zastosowań, które wykraczają daleko poza tradycyjne granice.
