Ingrid Fadelli , Phys.org

Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmişdir , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriÇip üzərində çoxlu yaddaş sistemləri olan 300 mm vafli. Kredit: Yi Huang (yihuang@umass).

Radiotezlik siqnallarını emal etmək üçün daha qabaqcıl texnologiyaların inkişafı simsiz rabitəni daha da inkişaf etdirə bilər ki, bu da internetə qoşulan cihazların bir-biri ilə daha sürətli və daha az enerji sərf etməklə məlumat mübadiləsinə imkan verir. Hal-hazırda, radiotezlik siqnalları proqram təminatı ilə müəyyən edilmiş radiolardan (SDR) istifadə etməklə, avadanlıq komponentlərindən daha çox proqram təminatından istifadə edərək siqnalları modulyasiya edə, süzgəcdən keçirə və təhlil edə bilən sistemlərdən istifadə etməklə işlənir.

Geniş istifadəsinə baxmayaraq, bu sistemlər hesablama və yaddaş modullarının fiziki olaraq ayrıldığı sırf rəqəmsal aparata əsaslanır və bu, ikisi arasında daimi məlumat ötürülməsinə və nəticədə əlavə enerji sərfiyyatına səbəb olur. Bundan əlavə, daxil olan radiotezlik siqnallarını rəqəmsal kompüterlər tərəfindən emal oluna bilən rəqəmsal dəyərlərə çevirən analoqdan rəqəmsal çeviricilər (ADC) kimi tanınan dövrə komponentlərinin geniş istifadəsi tez-tez emal gecikmələri (yəni, gecikmə) və əhəmiyyətli enerji istehlakı ilə nəticələnir. Beləliklə, elektronika mühəndisləri siqnalları orijinal (yəni, analoq) formada birbaşa manipulyasiya edə bilən, məlumatların hərəkətini və enerji istehlakını azaldacaq alternativ sistemlər hazırlamağa çalışırlar.

Massaçusets Amherst Universiteti, Texas A&M Universiteti və TetraMem Inc. tədqiqatçıları bu yaxınlarda analoq radiotezlik sistemlərinin emalı üçün perspektivli yeni sistem təqdim etdilər ki, bu sistem çip üzərində inteqrasiya olunmuş memristorlar kimi tanınan qeyri-uçucu yaddaş qurğularına əsaslanır. Nature Electronics- də bir məqalədə təqdim olunan onların təklif etdiyi sistemin radiotezlik siqnallarını mövcud SDR-lərə nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə daha sürətli və enerjiyə qənaətlə emal etdiyi aşkar edildi.

Müəlliflər Tech Xplore-a deyiblər: “Bu iş məlumatların çıxarılması üçün sensor siqnalları emal etmək üçün beynin yanaşmasından ilhamlanıb”. “Analoq siqnalları daha sonra saxlanılan və sonra emal üçün əldə edilən rəqəmsal bitlərə çevirən ən müasir mikroelektronik sensorlardan fərqli olaraq, beyin analoq siqnalları birbaşa, real vaxt rejimində və yaddaşda emal edir, yalnız davamlı olaraq qalan məlumatları saxlayır. Bu, beynin minimal enerji sərfiyyatı ilə kritik məlumatları tez bir zamanda çıxarmağa imkan verir.”

Son tədqiqatlarının bir hissəsi olaraq, müəlliflər memristorlarla birlikdə hesablama sisteminin bütün vacib komponentlərini ehtiva edən inteqral sxem olan çip üzərində yaddaş sistemi (SoC) hazırlayıblar. Bu SoC insan beyninin vacib məlumatları emal etmək və sürətlə çıxarmaq qabiliyyətini təqlid etmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.

İnteqrasiya edilmiş sxem, memristorların çarpaz çubuq massivindən, şəbəkəyə bənzər bir quruluşdan sonra giriş və çıxışları birləşdirən dövrə arxitekturasından ibarətdir. Bu memristorlar sırası real vaxt rejimində nümunə götürülmüş sensor siqnalları emal edə bilir və onun konfiqurasiyası fərdiləşdirilmiş süni intellekt alqoritminin çəkilərini effektiv şəkildə əks etdirir.

Müəlliflər deyirlər ki, “memristive SoC, inkişaf etməkdə olan süni intellekt (AI) aparatlarına dair on ildən çox xüsusi tədqiqatın nəticəsidir”.Memristive SoC vasitəsilə RF siqnal emal sistemi. Kredit: Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01409-y

“Bizim səyahətimiz yüksək məhsuldar memristorların hazırlanmasından kommersiya tökmə zavodlarına uyğun inteqrasiya edilmiş çiplərin dizaynına və nəhayət, yeni nəsil süni intellekt və kommunikasiyalar üçün yaddaqalan aparatların kommersiyalaşdırılmasına qədərdir. SoC adi çiplərin sensor prosesindən daha yüksək emal sürəti və enerji səmərəliliyi nümayiş etdirdi.”

Tədqiqatçılar tərəfindən hazırlanmış yeni inteqral sxem memristorlar tərəfindən saxlanılan analoq siqnalları birbaşa emal edir, daxil edilmiş məlumatları çıxarır və vacib siqnalları etibarlı şəkildə təsnif edir, beynin qiymətli məlumatları necə çıxardığını təqlid edir. Komanda memristive SoC-ni bir sıra sınaqlarda qiymətləndirdi və onun enerji istehlakını minimuma endirməklə yanaşı, radiotezlik siqnallarını aşağı gecikmə ilə emal edə biləcəyini aşkar etdi.

“Bu yanaşma ultra aşağı gecikmə və enerjiyə qənaət edən siqnalın birbaşa kənar cihazlarda işlənməsinə imkan verir” deyə müəlliflər izah ediblər. “RF siqnal emal arxitekturası həm siqnal emalı, həm də neyron şəbəkəsinin nəticə çıxarma tapşırıqlarını tam inteqrasiya olunmuş çip üzərindəki periferik dövrə ilə dəstəklənən on hesablama nüvəsi üzrə paylayır.

“Biz yüksək dəqiqlikli RF ötürücü identifikasiyası və anomaliyaların aşkarlanması vasitəsilə sistemin imkanlarını nümayiş etdiririk, ən müasir rəqəmsal siqnal emal platformaları ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə aşağı gecikmə və daha yüksək enerji səmərəliliyinə nail oluruq.”

Komandanın yeni inkişaf etdirdiyi memristive SoC, memristorların unikal keyfiyyətlərindən istifadə edərək, AI-ni birbaşa simsiz rabitəyə inteqrasiya edir. Gələcəkdə onun əsas dizaynı digər oxşar memristor əsaslı inteqral sxemlərin inkişafına ilham verə bilər və potensial olaraq daha sürətli və daha enerjiyə qənaət edən simsiz rabitə sistemlərinin real dünyada tətbiqinə töhfə verə bilər.

“Son məqaləmizdə təqdim olunan sistem konsepsiyanın sübutudur, lakin bu, fundamental ilk addımdır” dedi müəlliflər. “Hazırda biz daha yüksək tezlikləri və genişləndirilmiş funksiyaları dəstəkləmək üçün yeni nəsil genişləndirilmiş yaddaş sistemimizi və təkmil RF sxemlərimizi inkişaf etdiririk.

“Məqsədimiz, inkişaf etməkdə olan avadanlığımızı mövcud Wi-Fi standartları və gələcək altıncı nəsil (6G) şəbəkələri ilə inteqrasiya etməkdir ki, bu da daxil edilmiş süni intellektə getdikcə daha dinamik və mürəkkəb simsiz mühitlərdə daha səmərəli, adaptiv RF siqnal emalını həyata keçirməyə imkan verir.”

Müəllifimiz İnqrid Fadelli tərəfindən sizin üçün yazılmış , Gaby Clark tərəfindən redaktə edilmiş və Endryu Zinin tərəfindən yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu hesabat sizin üçün əhəmiyyət kəsb edirsə, lütfən, ianə (xüsusilə aylıq) nəzərdən keçirin. Siz təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Daha çox məlumat: Yi Huang və digərləri, çip üzərində yaddaş sistemi ilə radiotezlik siqnalının işlənməsi, Nature Electronics (2025). DOI: 10.1038/s41928-025-01409-y .

Jurnal məlumatı: Nature Electronics 

© 2025 Science X Network