Вчені досягли прориву в комп’ютерних технологіях: вони створили перший у світі повнофункціональний мікрохвильовий чіп, здатний перевершити звичайні процесори як за швидкістю, так і за енергоефективністю. Цей інноваційний «мікрохвильовий мозок» використовує аналогові мікрохвилі для виконання складних обчислень, що дуже сильно відрізняється від традиційних цифрових схем.
Цей новий підхід має величезний потенціал для високопродуктивних програм, таких як радіолокаційне картографування, які потребують швидкої обробки даних. Мікрохвилі досягають успіху в цій галузі завдяки своїй здатності обробляти величезні обсяги даних одночасно в широкому діапазоні частот.
Як працює мікрохвильовий чіп: за допомогою аналогових хвиль і нейронних мереж
В основі чіпа використовується нейронна мережа штучного інтелекту (ШІ), яка складається з взаємопов’язаних електромагнітних вузлів у хвилеводах, які можна налаштувати. Ці вузли маніпулюють мікрохвильовими хвилями у формі аналогових сигналів. Хвилі утворюють характерний гребінчастий візерунок із рівномірно розташованими спектральними лініями, які діють як точний частотометр. Це дозволяє проводити неймовірно швидкі та точні вимірювання частоти.
Цей «мікрохвильовий мозок» імітує структуру та функціональність людського мозку через взаємопов’язані вузли, які навчаються та адаптуються, визначаючи шаблони в потоках даних. Чіп працює з використанням ймовірнісного підходу — замість того, щоб покладатися на жорстку цифрову логіку, він використовує ймовірності для обробки інформації. Цей новий метод значно підвищує як швидкість, так і точність порівняно з традиційними моделями цифрових обчислень.
Стрибок обчислювальної потужності та енергоефективності
Тестування продемонструвало вражаючі можливості чіпа. Він успішно справлявся зі складними завданнями, такими як розпізнавання двійкових образів і високошвидкісний аналіз потоку даних з точністю 88% у різних тестах класифікації бездротового сигналу. Дивовижно, але він досягає швидкості обробки в десятки гігагерц (принаймні 20 мільярдів операцій за секунду), що перевищує типову тактову частоту ЦП більшості домашніх комп’ютерів (від 2,5 до 4 ГГц).
Ця чудова продуктивність супроводжується значними перевагами у споживанні електроенергії. Чіп споживає менше 200 міліват — стільки ж, скільки потужність передачі мобільного телефону — тоді як для роботи традиційних процесорів зазвичай потрібно щонайменше 65 Вт. Це низьке енергоспоживання відкриває захоплюючі можливості для інтеграції чіпа в повсякденні пристрої, такі як смартфони та переносні пристрої, а також у передові комп’ютерні програми, які вимагають обробки в реальному часі без доступу до віддалених центрів обробки даних.
Це досягнення також має далекосяжні наслідки для розробки ШІ, пропонуючи високоефективне рішення для навчання складних моделей ШІ зі зниженими витратами енергії.
Хоча необхідні подальші дослідження для вдосконалення дизайну та зменшення розміру чіпа, цей прорив відкриває нову еру в обчислювальній техніці – еру швидкості, ефективності та потенційних застосувань, які виходять далеко за рамки традиційних.
