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Chip di dimensioni microscopiche elaborano i dati come il cervello
Il processore utilizza onde elettromagnetiche invece della logica digitale, combinando l'analisi del segnale e l'elaborazione dei dati all'interno di un'unica architettura di chip a basso consumo.
Gli ingegneri sviluppano un nuovo tipo di chip di dimensioni microscopiche che utilizza le microonde per elaborare i dati.Il chip funziona come una rete neurale nel dominio delle microonde e completa attività in tempo reale come il tracciamento radar, la decodifica del segnale wireless e l’elaborazione dei dati ad alta velocità.Funziona con meno di 200 milliwatt di potenza, mostrando un percorso alternativo per un'elaborazione efficiente.
Invece di elaborare i dati attraverso la logica binaria e istruzioni temporizzate, il chip manipola i modelli di onde elettromagnetiche all’interno di guide d’onda riconfigurabili.Ciascuna modalità agisce come un nodo collegato nel cervello.Insieme, identificano modelli, imparano dalle variazioni e si adattano ai nuovi segnali in tempo reale.Ciò consente al processore di elaborare su decine di gigahertz di larghezza di banda, una gamma che supera la maggior parte dei sistemi digitali.
Lo studio, pubblicato su Nature Electronics, presenta il primo processore neurale a microonde completamente integrato su un chip di silicio.Esegue calcoli direttamente nel dominio della frequenza, riducendo la necessità di molteplici fasi di elaborazione digitale comuni nei sistemi convenzionali.Questo metodo consente una gestione dei dati più rapida a un costo energetico inferiore.
Il team della Cornell University dimostra che il chip esegue compiti come il riconoscimento di modelli binari e la classificazione dei segnali wireless con livelli di precisione superiori all'88%.Questi risultati corrispondono alle prestazioni delle reti neurali digitali utilizzando una frazione del loro spazio ed energia.Il design probabilistico del processore lo rende efficace anche per attività complesse senza l'hardware aggiuntivo solitamente necessario per la precisione o la correzione degli errori.
I ricercatori stanno ora esplorando i futuri dispositivi di sicurezza e rilevamento che monitorano le bande di comunicazione radio su piattaforme informatiche, come dispositivi indossabili o mobili.Il lavoro rappresenta uno spostamento verso la fusione della fisica analogica delle microonde con le moderne architetture informatiche per un’intelligenza scalabile sul dispositivo.