การคำนวณ
ชิปสมองไมโครเวฟผสาน AI และการประมวลผลไร้สายเข้าด้วยกัน
Securities.io ยึดมั่นในมาตรฐานการบรรณาธิการที่เข้มงวดและอาจได้รับค่าตอบแทนจากลิงก์ที่ได้รับการตรวจสอบ เราไม่ใช่ที่ปรึกษาการลงทุนที่ลงทะเบียนและนี่ไม่ใช่คำแนะนำการลงทุน โปรดดู การเปิดเผยพันธมิตร.
ทีมวิศวกรจากมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์เพิ่งสร้างไมโครชิปที่ขับเคลื่อนด้วย AI ซึ่งสามารถประมวลผลทั้งการคำนวณและการสื่อสารด้วยความเร็วระดับกิกะเฮิรตซ์โดยใช้พลังงานน้อยที่สุด ชิปสมองไมโครเวฟนี้ละทิ้งวิทยาการคอมพิวเตอร์แบบเดิม หันมาใช้การออกแบบเครือข่ายประสาทเทียม ซึ่งทำให้สามารถเรียนรู้ได้เหมือนสมองมนุษย์
ความก้าวหน้าครั้งสำคัญนี้อาจส่งผลอย่างมากต่อทุกสิ่ง ตั้งแต่ระบบ AI ที่ล้ำหน้าที่สุดไปจนถึงสมาร์ทวอทช์แห่งอนาคตของคุณ นี่คือวิธีที่ทีมนักวิจัยผู้สร้างสรรค์คิดค้นวิธีควบคุมพลังของไมโครเวฟเพื่อบรรลุขีดความสามารถในการคำนวณระดับใหม่ และสิ่งนี้มีความหมายต่อคุณในอนาคต
เครือข่ายไร้สายทำงานอย่างไรในปัจจุบัน
เครือข่ายไร้สายดิจิทัลเป็นหัวใจสำคัญของการปฏิวัติทางเทคโนโลยีในปัจจุบัน ระบบเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งยวดในการทำให้โลกเทคโนโลยีขั้นสูงทำงานได้อย่างราบรื่นและการสื่อสารยังคงสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เครือข่ายไร้สายดิจิทัลเครือข่ายแรกเริ่มเปิดใช้งานในปี พ.ศ. 1971 เรียกว่า ALOHA.net ซึ่งเป็นการยกย่องมหาวิทยาลัยฮาวาย ซึ่งสนับสนุนงานวิจัยนี้
เครือข่ายไร้สายดิจิทัลทำงานโดยการแปลงสัญญาณดิจิทัลเป็นคลื่นวิทยุ จากนั้นคลื่นเหล่านี้จะถูกส่งผ่านระบบส่งสัญญาณและรับผ่านเสาอากาศ จากนั้นสัญญาณจะถูกถอดรหัสเพื่อให้สามารถดึงข้อมูลต้นฉบับออกมาได้อย่างปลอดภัย
ปัญหาเกี่ยวกับเครือข่ายไร้สายดิจิทัล
มีปัญหาหลายประการที่มักพบในเครือข่ายไร้สายดิจิทัล ปัญหาคอขวดเหล่านี้เกิดขึ้นได้จากหลายสาเหตุ รวมถึงความจำเป็นในการอัปเกรดฮาร์ดแวร์ เช่น เสาอากาศ โปรเซสเซอร์ และระบบดิจิทัลอื่นๆ อย่างต่อเนื่อง เพื่อจัดการข้อมูลได้มากขึ้น นอกจากนี้ เครือข่ายเหล่านี้ยังต้องการพลังงานมากขึ้น ส่งผลให้ต้องใช้พลังงานมากขึ้นในทุกๆ ส่วนประกอบใหม่ที่เพิ่มเข้ามา
น่าเสียดายที่เทคโนโลยีไร้สายดิจิทัลได้เข้าสู่จุดอิ่มตัวในด้านประสิทธิภาพ ระบบเหล่านี้ถูกจำกัดด้วยโครงสร้าง ซึ่งจำเป็นต้องจัดระเบียบข้อมูลและส่งผ่านเกตตรรกะแบบไบนารีที่ซิงโครไนซ์กับสัญญาณนาฬิกา ด้วยความต้องการการสื่อสารที่รวดเร็วขึ้นเพื่อรองรับงานต่างๆ เช่น การประมวลผล AI บนคลาวด์ ทีมวิศวกรของมหาวิทยาลัยคอร์เนลล์จึงได้คิดค้นวิธีการใหม่เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้อย่างถาวร
การศึกษาชิปสมองไมโครเวฟ
An เครือข่ายประสาทไมโครเวฟแบบบูรณาการสำหรับการคำนวณและการสื่อสารบรอดแบนด์, ที่ตีพิมพ์1 ในวารสาร Nature Electronics อธิบายถึงการออกแบบชิปแบบใหม่ที่สามารถข้ามขั้นตอนการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลหลายขั้นตอนเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงจากแพ็คเกจขนาดเล็ก ชิปรุ่นใหม่นี้ทำงานคล้ายกับสมองไมโครเวฟ โดยใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเฉพาะของคลื่นเหล่านี้ ผสานกับเครือข่ายประสาทขั้นสูง เพื่อให้การสื่อสารและการประมวลผลสามารถทำได้จากชิปเพียงตัวเดียว
การออกแบบเครือข่ายประสาทเทียมในตัว
วิศวกรได้สร้างโปรโตคอล AI แบบกำหนดเองขึ้น ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแนวทางนี้ จากนั้นเฟรมเวิร์ก AI จะถูกเขียนโปรแกรมลงในฮาร์ดแวร์โดยตรง AI ช่วยให้ระบบสามารถอ่านข้อมูลเฉพาะเจาะจงตามแอมพลิจูด เฟส และความถี่ของไมโครเวฟ ด้วยวิธีนี้ ท่อนำคลื่นแต่ละท่อจึงสามารถส่งข้อมูลจำนวนมากได้ในทันที
แหล่งที่มา - มหาวิทยาลัยคอร์เนล
การใช้ไมโครเวฟสำหรับการส่งข้อมูล
ในเครือข่ายไร้สายดิจิทัลแบบดั้งเดิม เซลล์ประสาทไฟฟ้าทำหน้าที่สื่อสาร อย่างไรก็ตาม ในกลยุทธ์นี้ จะมีการใช้พลังงานไมโครเวฟแบบกระจายตัวอย่างต่อเนื่อง ซึ่งท่อนำคลื่นไมโครเวฟแบบปรับได้เหล่านี้จะสร้างรูปแบบต่างๆ ขึ้นตามธรรมชาติ
AI สามารถตรวจจับรูปแบบเหล่านี้ได้ ทำให้สามารถส่งสัญญาณได้หลายสิบกิกะเฮิรตซ์ และลดความล่าช้าที่เกี่ยวข้องกับการเข้ารหัสและถอดรหัสดิจิทัล ในทางอุดมคติ การผสมและการแพร่กระจายคลื่นไมโครเวฟจะบรรลุเป้าหมายเดียวกันกับซอฟต์แวร์หลายตัวในแง่ของความสามารถในการเข้ารหัสและส่งสัญญาณ
ฟิสิกส์ไมโครเวฟอนาล็อก
คุณสมบัติเฉพาะตัวของไมโครเวฟทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับงานนี้ ประการแรก พฤติกรรมแบบไม่เชิงเส้นของไมโครเวฟทำให้สามารถเขียนโค้ดข้อมูลได้มากขึ้น ควบคู่ไปกับการประมวลผลข้อมูลความเร็วสูงและสัญญาณไร้สาย วิธีการนี้ผสานรวมกับท่อนำคลื่นแบบปรับได้และเครือข่ายประสาทเทียมที่สร้างขึ้นโดยเฉพาะ เพื่อให้ได้อัตราการส่งข้อมูลที่ก้าวล้ำไปอีกขั้น
ไมโครชิปพลังงานต่ำ
ที่น่าประทับใจคือชิปสมองไมโครเวฟใช้พลังงานเพียงเศษเสี้ยวเดียวของพลังงานที่ระบบดั้งเดิมต้องการในการทำงานที่คล้ายคลึงกัน ไมโครชิปซิลิคอนขนาดเล็กนี้ใช้พลังงานต่ำกว่า 200 มิลลิวัตต์ ชิปนี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพนี้ได้ด้วยการทำงานสองอย่างพร้อมกัน การประมวลผลข้อมูลความเร็วสูง และการสื่อสารไร้สาย
การคำนวณ AI แบบเรียลไทม์
ชิปสมองไมโครเวฟได้เพิ่มความไวในการประมวลผลเนื่องจากความสามารถของ AI ในการจดจำรูปแบบและเรียนรู้ได้เหมือนสมองมนุษย์ ระบบจะสแกนพฤติกรรมความถี่ที่ถูกควบคุมโดยสัมพันธ์กับรูปแบบการเข้ารหัสเพื่อประมวลผลประสิทธิภาพสูง การใช้ไมโครเวฟของชิปนี้ช่วยเพิ่มความไวในการประมวลผลโดเมนความถี่แบบเรียลไทม์ ฟังก์ชันลอจิกระดับต่ำ และงานที่ซับซ้อนอื่นๆ อีกมากมาย
การทดสอบชิปสมองไมโครเวฟและผลลัพธ์
วิศวกรได้ทดสอบระบบของพวกเขากับตัวเลือกดิจิทัลประสิทธิภาพสูง เพื่อดูว่าแนวคิดของพวกเขาสอดคล้องกับแนวคิดหรือไม่ การทดสอบนี้ประกอบด้วยการจำแนกประเภทสัญญาณไร้สายและการคำนวณในช่วงกว้างของการส่งสัญญาณดิจิทัล ผลการศึกษานี้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับอนาคตของการสื่อสารไร้สาย
ชิปสมองไมโครเวฟมีประสิทธิภาพเหนือกว่าวิธีการสื่อสารไร้สายแบบอะนาล็อกและดิจิทัล ที่น่าประทับใจคือระบบนี้สามารถจำแนกประเภทสัญญาณไร้สายได้หลายประเภทด้วยความแม่นยำเทียบเท่ากับระบบดิจิทัลที่มีขนาดใหญ่กว่าและมีราคาแพงกว่ามาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง รายงานระบุว่า AI มีความแม่นยำถึง 88% ในการทดสอบการจำแนกประเภทหลายรายการ
วิศวกรยังระบุด้วยว่าพวกเขาสามารถปรับแต่งระบบได้แบบเรียลไทม์ผ่านจูนเนอร์และตัวเปลี่ยนสัญญาณ ความสามารถนี้ช่วยให้ชิปสามารถสลับระหว่างงาน AI ได้ทันทีโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพ ทั้งหมดนี้ทำได้โดยไม่ต้องใช้ฟังก์ชันดิจิทัลหรือวงจรที่กำหนดเอง
ปัดเพื่อเลื่อน →
| System | การใช้พลังงาน | ความถูกต้อง | ข้อได้เปรียบที่สำคัญ |
|---|---|---|---|
| ระบบไร้สายดิจิทัลแบบดั้งเดิม | สูง (>500 มิลลิวัตต์) | ~% 90 | ระบบนิเวศที่สมบูรณ์ |
| ไร้สายแบบอนาล็อก | ปานกลาง | ~75–80% | วงจรที่ง่ายกว่า |
| ชิปสมองไมโครเวฟ | ต่ำ (<200 มิลลิวัตต์) | 88% | การประมวลผลแบบคู่ + การสื่อสารในชิปตัวเดียว |
ประโยชน์ของชิปสมองไมโครเวฟ
การศึกษาชิปสมองไมโครเวฟมีประโยชน์มากมายต่อตลาด ประการหนึ่งคือ ชิปนี้เปิดประตูสู่เครือข่ายไร้สายและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เร็วขึ้นและเชื่อถือได้มากขึ้น ด้วยเหตุนี้ ชิปนี้จึงถือเป็นก้าวสำคัญในการสื่อสารไร้สาย เนื่องจากเป็นโปรเซสเซอร์ไมโครเวฟตัวแรกที่สามารถประมวลผลข้อมูลความเร็วสูงและสัญญาณการสื่อสารไร้สายได้พร้อมกัน
รูปทรงกะทัดรัดสำหรับอุปกรณ์สวมใส่
ข้อดีสำคัญอีกประการหนึ่งที่ควรกล่าวถึงคือขนาดของอุปกรณ์ ชิปซิลิคอนขนาดกะทัดรัดนี้มีขนาดเล็กเพียงเศษเสี้ยวของขนาดระบบดิจิทัลที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน ขนาดที่เล็กจิ๋วนี้หมายความว่าในอนาคตมันอาจกลายเป็นแหล่งพลังงานสำหรับอุปกรณ์สวมใส่หรืออุปกรณ์อัจฉริยะของคุณได้
ประสิทธิภาพการใช้พลังงานต่ำกว่า 200 mW
ชิปสมองไมโครเวฟถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้พลังงานน้อยที่สุด การออกแบบที่มีประสิทธิภาพนี้ทำงานด้วยความเร็วสูงในขณะที่ใช้พลังงานน้อยกว่า 200 มิลลิวัตต์ การใช้พลังงานต่ำนี้เกิดขึ้นได้จากวิธีการทำงานของไมโครเวฟและความไวตามธรรมชาติของฮาร์ดแวร์ต่อการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของสัญญาณ
ความแม่นยำสูง
ประโยชน์ที่สำคัญที่สุดของการศึกษานี้คือการแสดงให้เห็นว่าระบบต้นทุนต่ำนี้สามารถให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำสูงได้อย่างไร ชิปสมองไมโครเวฟช่วยขจัดอุปสรรคทางดิจิทัลหลายประการ เช่น ความจำเป็นในการใช้วงจรเพิ่มเติมและระบบแก้ไขข้อผิดพลาด ชิปเหล่านี้สามารถตรวจจับความผิดปกติในการสื่อสารไร้สายได้อย่างเป็นธรรมชาติ และสามารถทำงานได้อย่างอิสระบนคลื่นความถี่ไมโครเวฟหลายย่านความถี่
แอปพลิเคชันและไทม์ไลน์ตลาด
เทคโนโลยีชิปสมองไมโครเวฟมีการประยุกต์ใช้งานจริงอยู่หลายประการ การใช้งานที่ชัดเจนคือในระบบ AI โปรโตคอลอย่าง ChatGPT และอื่นๆ จำเป็นต้องมีการส่งและสื่อสารข้อมูลจำนวนมาก การออกแบบชิปล่าสุดนี้ทำให้เส้นแบ่งระหว่างฮาร์ดแวร์การสื่อสารและระบบประมวลผลเลือนหายไป ลดต้นทุนและเปิดประตูสู่อุปกรณ์ AI รุ่นต่อไป
อุปกรณ์สวมใส่และอุปกรณ์อัจฉริยะ
เหล่าวิศวกรได้พูดคุยเกี่ยวกับวิธีที่งานของพวกเขาสามารถพัฒนาเทคโนโลยีแบบสวมใส่ได้ พวกเขามองเห็นภาพระบบของพวกเขาที่จะช่วยให้โทรศัพท์มือถือและสมาร์ทวอทช์สามารถรองรับระบบ AI ในพื้นที่ได้ แทนที่จะต้องสื่อสารกับคลาวด์สำหรับทุกงาน กลยุทธ์นี้จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและการเข้าถึงอุปกรณ์เหล่านี้ในอนาคต
แอปพลิเคชั่นความปลอดภัย
การใช้งานหลักอีกประการหนึ่งของชิปสมองไมโครเวฟคือการตรวจสอบความผิดปกติของสัญญาณในเครือข่ายดิจิทัลความเร็วสูง เนื่องจากไมโครเวฟแต่ละเครื่องสามารถแสดงข้อมูลจำนวนมหาศาลให้กับระบบ จึงทำให้โปรโตคอลเหล่านี้สามารถสแกนการรับส่งข้อมูลไร้สายแบบเรียลไทม์ได้
ไมโครเวฟเป็นส่วนสำคัญของเทคโนโลยีเรดาร์ ดังนั้น ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีนี้อาจช่วยยกระดับเทคโนโลยีการติดตามและการกำหนดเป้าหมายไปอีกขั้น ระบบในอนาคตจะติดตามเป้าหมายได้มากขึ้น และอาจถอดรหัสช่องทางดิจิทัลที่แออัดแบบเรียลไทม์
ไทม์ไลน์ชิปสมองไมโครเวฟ
ชิปสมองไมโครเวฟจะออกสู่ตลาดในอีก 5-7 ปีข้างหน้า ความต้องการระบบไร้สายประสิทธิภาพสูงไม่เคยสูงเท่านี้มาก่อน การใช้ไมโครเวฟของทีมงานเปิดโอกาสให้เกิดประสิทธิภาพที่ดีขึ้นและค่าใช้จ่ายที่ลดลง ปัจจัยทั้งหมดนี้จะผลักดันการลงทุน การขยายขนาด และการผสานรวมระบบไมโครเวฟ
นักวิจัยชิปสมองไมโครเวฟ
มหาวิทยาลัยคอร์เนลล์เป็นเจ้าภาพจัดการศึกษาสมองด้วยไมโครเวฟ รายงานฉบับนี้ระบุรายชื่อนักวิจัยหลัก ได้แก่ บาลา โกวินด์, แม็กซ์เวลล์ จี. แอนเดอร์สัน, แฟน โอ. วู, ปีเตอร์ แอล. แม็กมาฮอน และอลิสซา แอปเซล นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังได้รับการสนับสนุนทางการเงินจากสำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านกลาโหม (Defense Advanced Research Projects Agency) และศูนย์วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีนาโนสเกลคอร์เนลล์ (Cornell NanoScale Science and Technology Facility)
ชิปสมองไมโครเวฟแห่งอนาคต
อนาคตของเทคโนโลยีไมโครเวฟสมองจะรวมถึงการผลักดันให้สามารถปรับขนาดได้ เทคโนโลยีนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพ แต่ปัจจุบันวิศวกรจำเป็นต้องปรับขนาดให้ใหญ่ขึ้น เพื่อดูว่าจะสามารถรองรับข้อมูลจำนวนมหาศาลที่เดินทางผ่านเครือข่ายดิจิทัลที่ทันสมัยที่สุดในปัจจุบันได้อย่างปลอดภัยหรือไม่
การลงทุนในระบบสื่อสารดิจิทัล
ภาคการสื่อสารดิจิทัลเป็นตลาดที่มีการแข่งขันสูงมาก มีบริษัทใหญ่หลายแห่งที่ยังคงดำเนินธุรกิจในภาคส่วนนี้ โดยลงทุนหลายล้านดอลลาร์ในการวิจัยและพัฒนาโดยหวังว่าจะปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงาน นี่คือหนึ่งในบริษัทที่ยังคงเป็นตัวเลือกชั้นนำสำหรับนักลงทุน และเป็นผู้บุกเบิกด้านการสื่อสารเครือข่ายไร้สายดิจิทัล
อินเตอร์ ดิจิตอล อิงค์
บริษัท อินเตอร์ดิจิตอล อิงค์ (IDCC ) ก่อตั้งขึ้นในปี พ.ศ. 1972 ที่เมืองคิงออฟปรัสเซีย ในชื่อบริษัท อินเตอร์เนชั่นแนล โมบาย แมชชีนส์ คอร์ปอเรชั่น เชอร์วิน เซลิกโซห์น ผู้ก่อตั้งบริษัท ก้าวเข้าสู่ตลาดเพื่อพัฒนาวิทยุแอนะล็อกแบบพกพาและเทคโนโลยีไร้สายแบบพกพาในยุคนั้น
นับตั้งแต่นั้นมา InterDigital Inc. ได้ขยายผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่องและมุ่งเน้นไปที่ระบบดิจิทัล ในปี 1992 บริษัทได้เปลี่ยนชื่อเป็น InterDigital Communications Corp. เพื่อสะท้อนถึงการมุ่งเน้นใหม่ของบริษัทในด้านเครือข่ายไร้สายดิจิทัลที่กำลังเติบโต
(IDCC )
ในปี พ.ศ. 1998 อินเตอร์ดิจิทัลได้บรรลุข้อตกลงความร่วมมือครั้งสำคัญกับโนเกีย ผู้ให้บริการโทรศัพท์มือถือ ความร่วมมือเชิงกลยุทธ์ครั้งนี้ทำให้อินเตอร์ดิจิทัลได้ช่วยเหลือโนเกียในการพัฒนาและผลิตส่วนประกอบเครือข่ายโทรศัพท์มือถือ 3G ของโนเกีย
จนถึงปัจจุบัน Interdigital ยังคงเป็นผู้บุกเบิกในภาคการสื่อสารไร้สาย ที่น่าสนใจคือ Interdigital ได้ขยายการดำเนินงานครอบคลุมระบบ AI และเครื่องมือประมวลผลวิดีโอด้วย ดังนั้น ผู้ที่กำลังมองหาผู้ผลิตและนักวิจัยส่วนประกอบเครือข่ายไร้สายจะพบว่า InterDigital มีประวัติอันยาวนานและโดดเด่นในตลาด
ข่าวและพัฒนาการล่าสุดของหุ้น InterDigital Inc. (IDCC)
ชิปสมองไมโครเวฟ | สรุป
ควรสังเกตว่าชิปสมองไมโครเวฟมีศักยภาพที่จะปฏิวัติวงการการสื่อสาร แนวทางการทำงานที่ชาญฉลาดของวิศวกร ประกอบกับคุณสมบัติเฉพาะตัวของไมโครเวฟ ช่วยให้งานวิจัยนี้ประสบความสำเร็จ บัดนี้ ทีมงานจะทำงานร่วมกับนักวิจัยคนอื่นๆ เพื่อผลักดันเทคโนโลยีนี้ให้ก้าวหน้า หวังว่าจะสร้างทางเลือกเครือข่ายไร้สายที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับทุกคน
เรียนรู้เกี่ยวกับความก้าวหน้าทางการประมวลผลที่ยอดเยี่ยมอื่น ๆ Here.
อ้างอิง:
1. โกวินด์ บี. แอนเดอร์สัน เอ็มจี วู เอฟโอ เอตอัล เครือข่ายประสาทไมโครเวฟแบบบูรณาการสำหรับการคำนวณและการสื่อสารบรอดแบนด์ แนท อิเล็กตรอน (2025). https://doi.org/10.1038/s41928-025-01422-1
