Благодаря финансовой поддержке со стороны DARPA сделан прорыв в сфере технологий беспроводной связи, выводящий передачу данных в другое измерение… В буквальном смысле.
Исследователи совершили настоящий прорыв в сфере беспроводной связи, предложив использовать технологию полупроводников для производства трёхмерных процессоров, которые, по их словам, способны значительно улучшить возможности передачи больших объёмов данных в мировых масштабах.
Об инновационной разработке, которая стала возможной благодаря финансовой поддержке со стороны Агентства передовых оборонных исследований (DARPA), рассказали учёные из Университета Флориды, утверждающие, что она может коренным образом изменить существующий ландшафт беспроводной связи.
Подписывайтесь на Mediasat в Telegram: здесь самые интересные новости из мира технологий
Существующие сегодня средства беспроводной связи используют главным образом так называемые планарные процессоры, которые являются двумерными структурами и соответственно им свойственны ограничения, связанные с возможностью работать в электромагнитном спектре.
Полупроводники являются уникальными материалами, обладающими свойствами электропроводности, которые, как видно из их названия, лежат где-то посередине между проводниками и изоляторами. Уровень удельного сопротивления, свойственный этим материалам, обычно зависит от температуры, в отличие от аналогичных свойств металлов. Такие уникальные свойства позволяют использовать полупроводники для расширения возможностей традиционных электрических компонентов.
И вот команде исследователей из Университета Флориды удалось, как они говорят, использовать свойства полупроводников для вывода беспроводной связи в новое измерение в самом буквальном смысле этих слов, создав трёхмерные процессоры, способные кардинально изменить будущее отрасли и эффективность передачи данных.
По словам доктора Разбеха Табризиана, который возглавлял команду исследователей, разработка ими трёхмерного процессора является сверхважным событием в развитии технологий беспроводной связи, в частности, из-за роста потребностей в передаче информации в режиме, приближённом к реальному времени, а также по причине внедрения искусственного интеллекта и других информационных технологий.
«Способность передавать данные более эффективно и с большей надёжностью откроет двери в мир новых возможностей», – отметил Табризиан, доцент кафедры электротехники и компьютерной инженерии Университета Флориды. Табризиан добавил, что у данной технологии также есть потенциал для «подпитки прогресса в таких секторах, как развитие умных городов, телемедицина и дополненная реальность».
Существующие технологии, применяемые в наших средствах связи – таких, как смартфоны, – передают информацию, превращая данные в электромагнитные волны, которые затем распространяются среди миллиардов пользователей, и этот процесс продолжается в течение всего дня. Для обеспечения эффективного и надёжного процесса перемещения данных на различных частотах используются спектральные процессоры.
Однако, отмечает Табризиан, нагрузка на сектор технологий связи почти достигла отметки, определяющей максимальную нагрузку данными, которые могут обрабатываться, и причина такого положения вещей не в последнюю очередь заключается в ограничениях двумерных планарных процессоров.
«Планарная структура процессоров перестала быть практической, поскольку она загоняет нас в тесные рамки, которые формирует очень ограниченный спектр частот», – заявил Табризиан. Добавьте к этому рост объёмов внедрения искусственного интеллекта в различных сферах, а также других технологий, значительно повышающих требования к технологиям беспроводной передачи.
Для Табризиан и его коллег ответом на эту головоломку стала разработка трёхмерного наномеханического резонатора, для создания которого они воспользовались методом так называемой обработки комплементарного металлоксид-полупроводника (CMOS).
Тебризиан и его команда использовали полупроводниковые технологии в различных областях, что позволило им успешно интегрировать разнообразные процессоры, работающие на определённых частотах, объединив их все в одном чипе.
Результатом стало нечто большее, чем просто процессор, который может передавать беспроводные данные в трёх измерениях: эти технологии обеспечивают производительность, сильно отличающуюся от производительности их двумерных предшественников, и по своей сути являются масштабируемыми, занимая при этом меньше места, чем существующие технологии
По сути, команде удалось добиться такого результата благодаря созданию своеобразного спектрального процессора, отличного от других подобных продуктов.
Дэвид Арнольд, помощник заведующего отделом электротехники и компьютерной инженерии и член команды Тебризиана, отметил, что предложенная ими технология по-настоящему революционна.
«Новый подход, который предложил применять к многодиапазонным радиочипсетам с гибким изменением частот доктор Тебризиан не только решает огромную производственную потребность, но также позволяет разработчикам создавать новые стратегии связи в условиях растущей перегрузки беспроводных систем», – отметил Арнольд в своём заявлении.
«Проще говоря, наши беспроводные устройства будут работать лучше, быстрее и безопаснее», – добавил Арнольд.
Исследование Тебризиана и его команды было изложено в новой статье «Изображение схем в трёх измерениях», которая вышла в журнале Nature 20 февраля 2024 года.
