Ученые представили энергоэффективную систему обработки радиосигналов
Новая технология обработки радиочастотных сигналов, предложенная исследователями из Массачусетского университета в Амхерсте, Техасского университета A&M и компании TetraMem Inc., обещает революцию в области беспроводной связи. Система, описанная в журнале Nature Electronics, работает быстрее и потребляет меньше энергии по сравнению с существующими решениями для радиочастотной идентификации.
В отличие от традиционных программно-определяемых радиосистем (SDR), где цифровая обработка требует постоянного обмена данными между вычислительными модулями и памятью, новый подход основан на мемристорах — энергонезависимых компонентах памяти. Их интеграция в чип позволяет обрабатывать аналоговые сигналы напрямую, избегая задержек и избыточного энергопотребления, характерных для аналого-цифровых преобразователей (АЦП).
Вдохновением для разработки послужил принцип работы человеческого мозга, который эффективно анализирует сенсорные данные в реальном времени, минимизируя энергозатраты. Ученые создали мемристорную систему на кристалле (SoC), имитирующую этот естественный процесс. Архитектура чипа организована в виде крестообразной матрицы, связывающей входные и выходные сигналы наподобие нейросети.
Испытания показали, что новое решение значительно превосходит стандартные микросхемы по скорости и энергоэффективности. Мемристорный SoC способен классифицировать сигналы непосредственно на периферийных устройствах, сокращая задержки и нагрузку на центральные процессоры.
Эта разработка — результат более чем десятилетней работы в области аппаратного обеспечения для искусственного интеллекта. Исследователи отмечают, что их технология открывает перспективы для нового поколения коммуникаций и IoT-устройств с улучшенной автономностью.
