«Микроволновой мозг», созданный инженерами Корнеллского университета, использует вместо цифровых решений аналоговую физику сверхвысоких частот для вычислений в реальном времени. Конструкция нейронной сети позволяет обходить традиционные узкие места в обработке данных, достигая высокой точности без избыточных схем и энергопотребления, свойственных цифровым системам, пишет Science Daily.

Такая возможность возникает за счет того, что чип представляет собой нейронную сеть — компьютерную систему, смоделированную по принципу работы мозга, — и использует взаимосвязанные моды, которые генерируются в настраиваемых волноводах. Это позволяет устройству распознавать закономерности и обучаться на основе данных. Но, в отличие от традиционных нейронных сетей, которых опираются на цифровые операции и пошаговые инструкции, эта сеть использует аналоговое, нелинейное поведение в микроволновом режиме, что позволяет ей обрабатывать потоки данных в десятки гигагерц — гораздо быстрее, чем большинство цифровых устройств.

Чип способен выполнять как низкоуровневые логические операции, так и сложные задачи, например, идентификацию битовых последовательностей или подсчет двоичных значений в высокоскоростных данных. При выполнении задач классификации типов беспроводных сигналов он достиг точности 88%, что сопоставимо с показателями цифровых нейросетей, но при этом его потребляемая мощность и размер значительно меньше.

«В традиционных цифровых системах по мере усложнения задач требуется все больше схем, больше мощности и больше коррекции ошибок для поддержания точности, — сказал Баль Говинд, ведущий автор исследования. — Но благодаря нашему вероятностному подходу мы можем поддерживать высокую точность как простых, так и сложных вычислений, без дополнительных расходов».

По словам исследователей, исключительная чувствительность чипа к входным данным делает его идеальным решением для аппаратных систем безопасности, таких как обнаружение аномалий в беспроводной связи в нескольких диапазонах микроволновых частот.

Хотя чип пока находится на этапе испытаний, исследователи убеждены в возможности масштабировать его архитектуру. Они собираются повысить его точность и интегрировать в существующие микроволновые и цифровые платформы обработки данных.

Японские ученые разработали систему охлаждения микрочипов, использующую фазовый переход воды в пар для отвода тепла. В ее основе — трехмерные микрофлюидные каналы, которые обеспечивают управляемое образование и движение пара. Новое решение оказалось в десять раз эффективнее традиционного водяного охлаждения.