Dünyanın ilk mikrodalga destekli bilgisayar çipi geliştirildi: Daha hızlı, daha az güç tüketiyor

Cornell Üniversitesi’nde doktora öğrencisi olan çalışmanın başyazarı Bal Govind, bu çipin çok çeşitli hesaplama görevlerine uyarlanabileceğini belirtti. Govind, “Çip, geniş frekans bantlarında anlık ve programlanabilir biçimde dalga şeklini bozabiliyor. Bu sayede dijital bilgisayarların gerçekleştirmesi gereken birçok sinyal işleme adımı atlanıyor” dedi.

Yeni geliştirilen çip, elektromanyetik spektrumun mikrodalga aralığında çalışan analog dalgalar kullanıyor. Bu dalgaların oluşturduğu frekans tarağı desenindeki düzenli spektral çizgiler, cetvel gibi davranarak frekansların hızlı ve doğru ölçülmesini sağlıyor.

Mikrodalga beyin olarak adlandırılan bu sistem, birbirine bağlı elektromanyetik düğümler aracılığıyla veri kümeleri içinde desenleri tanıyabiliyor ve gelen bilgileri öğrenebiliyor. Bu yapı, insan beyninden esinlenen yapay zekâ sinir ağlarına benzer şekilde çalışıyor.

Çip, sinyallerdeki bireysel frekans bileşenlerini işleyerek hem temel mantıksal işlemleri hem de ikili dizileri tanıma gibi gelişmiş hesaplamaları gerçekleştirebiliyor. Yapılan testlerde çip, yüksek hızlı veri setlerinde yüzde 88 doğruluk oranına ulaştı.

Çip, saniyede onlarca gigahertz düzeyinde veri işleyebiliyor; bu da saniyede en az 20 milyar işlem anlamına geliyor. Bu hız, çoğu ev tipi bilgisayar işlemcisinin 2,5 ila 4 GHz arasında değişen hızlarını geride bırakıyor. Ayrıca çip, yalnızca 200 milivatlık bir enerjiyle çalışabiliyor — bu, sıradan cep telefonlarının iletim gücüyle aynı seviyede. Oysa standart CPU’lar en az 65 watt enerji tüketiyor.

Cornell Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Alyssa Apsel, “Bal, bu çipi geliştirirken geleneksel devre tasarımının büyük kısmını bir kenara attı. Dijital sinir ağlarının yapısını birebir taklit etmek yerine, yüksek performanslı hesaplamaya olanak tanıyan kontrollü bir frekans 'bulanıklığı' elde etti” ifadelerini kullandı.

Dijital sistemlerde doğruluğu korumak için daha fazla devre, güç ve hata düzeltme gerekirken; bu mikrodalga çip, olasılıksal yaklaşımı sayesinde bu yükleri taşımadan yüksek doğruluk sunabiliyor.

Araştırmacılar şimdi çipi daha kompakt hale getirmeyi ve dalga kılavuzu sayısını azaltarak tasarımı sadeleştirmeyi hedefliyor. Böylece, birden fazla frekans tarak desenini içeren daha zengin çıkış spektrumu elde edilerek sinir ağının eğitilmesi kolaylaştırılabilecek.