В отличие от традиционных подходов, где для достижения высоких скоростей требуются мощные и энергоемкие цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, команда ученых из Калифорнийского университета в Ирвайне переместила основную вычислительную нагрузку в аналоговую область. Это позволило радикально снизить энергопотребление и преодолеть «барьер преобразователя», который долгое время ограничивал развитие беспроводных технологий.

По словам разработчиков, при традиционных методах увеличение скорости беспроводной передачи данных приводит к скачкообразному росту потребляемой мощности. Новый приемопередатчик выполняет сложные вычисления в аналоговой области, что позволяет достигать рекордных скоростей без перегрева чипа.

Устройство полностью исключает использование цифро-аналогового преобразователя, говорится в пресс-релизе. Вместо этого сигнал формируется непосредственно в радиочастотном диапазоне с помощью трех синхронизированных субпередатчиков. «Это как идеально упаковать чемодан перед выходом из дома, а не пытаться сообрать его на бегу в аэропорт», — пояснил Ван Цзисун, ведущий автор статьи.

Вместо того чтобы пытаться оцифровать весь сверхбыстрый сигнал сразу, устройство применяет метод иерархической аналоговой демодуляции. Благодаря этому чип приемника, изготовленный по 22-нанометровой технологии, потребляет всего 230 милливатт, что делает его пригодным для портативных устройств.

Низкое энергопотребление и высокая производительность открывают широкие возможности для практического применения. Кроме того, он был изготовлен с использованием стандартных полупроводниковых технологических процессов, что доказывает возможность его массового и относительно недорогого производства. Такая технология может стать основой для локальных сверхскоростных беспроводных соединений внутри дата-центров, заменяя километры медной проводки и экономя средства на оборудовании, охлаждении и электроэнергии. К тому же, она критически важна для развития автономного транспорта, интернета вещей и распределенных вычислений.

В прошлом году исследователи из США разработали маломощный микрочип, который они назвали «микроволновым мозгом» — первый процессор, способный обрабатывать при помощи микроволн как сверхбыстрые данные, так и сигналы беспроводной связи.