שבבים בגודל מיקרו מעבדים נתונים כמו מוח

מהנדסים מפתחים סוג חדש של שבב בגודל מיקרו המשתמש בגלי מיקרו לעיבוד נתונים.השבב מתפקד כרשת עצבית בתחום המיקרוגל ומשלים משימות בזמן אמת כמו מעקב מכ"ם, פענוח אותות אלחוטי ועיבוד נתונים במהירות גבוהה.הוא פועל עם פחות מ-200 מיליוואט של הספק, מראה נתיב חלופי למחשוב יעיל.

במקום לעבד נתונים באמצעות לוגיקה בינארית והוראות מתוזמנות, השבב מבצע מניפולציות על דפוסי גלים אלקטרומגנטיים בתוך מובילי גל הניתנים להגדרה מחדש.כל מצב פועל כמו צומת המחובר במוח.יחד, הם מזהים דפוסים, לומדים מווריאציות ומסתגלים לאותות חדשים בזמן אמת.זה מאפשר למעבד לחשב על פני עשרות גיגה-הרץ של רוחב פס, טווח החורג לרוב המערכות הדיגיטליות.

המחקר, שפורסם ב-Nature Electronics, מציג את המעבד העצבי הראשון המבוסס על מיקרוגל המשולב במלואו על שבב סיליקון.הוא מבצע חישובים ישירות בתחום התדר, ומפחית את הצורך במספר שלבי עיבוד דיגיטליים הנפוצים במערכות קונבנציונליות.שיטה זו מאפשרת טיפול מהיר יותר בנתונים בעלות אנרגיה נמוכה יותר.

הצוות מאוניברסיטת קורנל מדגים שהשבב מבצע משימות כמו זיהוי תבניות בינאריות וסיווג אותות אלחוטיים ברמות דיוק של מעל 88 אחוז.תוצאות אלו מתאימות לרשתות עצביות דיגיטליות בביצועים תוך שימוש בחלק מהחלל והאנרגיה שלהן.העיצוב ההסתברותי של המעבד גם הופך אותו ליעיל למשימות מורכבות ללא החומרה הנוספת הדרושה בדרך כלל לדיוק או לתיקון שגיאות.

חוקרים חוקרים כעת מכשירי אבטחה וחישה עתידיים המנטרים רצועות תקשורת רדיו בפלטפורמות מחשוב, כגון מכשירים לבישים או ניידים.העבודה מייצגת שינוי לעבר מיזוג פיזיקת מיקרוגל אנלוגית עם ארכיטקטורות מחשוב מודרניות עבור בינה ניתנת להרחבה במכשיר.