Una nueva investigación de la Universidad Estatal de Carolina del Norte descubrió que la combinación de componentes digitales y analógicos en circuitos integrados no lineales basados en el caos puede mejorar su potencia computacional al permitir el procesamiento de un mayor número de entradas. Este enfoque de "lo mejor de ambos mundos" podría conducira circuitos que pueden realizar más cálculos sin aumentar su tamaño físico.
Los informáticos y diseñadores están luchando por mantenerse al día con la ley de Moore, que establece que el número de transistores en un circuito integrado se duplicará cada dos años para cumplir con las demandas de procesamiento. Están alcanzando rápidamente los límites de la física en términos de transistorestamaño: no es posible continuar reduciendo los transistores para que quepan más en un chip.
Se han propuesto circuitos no lineales basados en el caos como una solución al problema, ya que un circuito puede realizar múltiples cálculos en lugar del diseño actual de "un circuito, una tarea". Sin embargo, el número de entradas que se pueden procesar en el caosla computación basada en datos está limitada por el ruido ambiental, lo que disminuye la precisión. El ruido ambiental se refiere a fluctuaciones de señal aleatorias que pueden ser causadas por variaciones de temperatura, fluctuaciones de voltaje o defectos de semiconductores.
"El ruido siempre ha sido un gran problema en casi todas las aplicaciones de ingeniería, incluidos los dispositivos informáticos y las comunicaciones", dice Vivek Kohar, investigador postdoctoral en NC State y autor principal de un artículo que describe el trabajo. "Nuestro sistema es no lineal y, por lo tanto, ruidosopuede ser aún más problemático "
Para abordar el problema, los investigadores crearon un sistema híbrido que utiliza un bloque digital de compuertas AND y un circuito no lineal analógico para distribuir el cálculo entre los circuitos digital y analógico. El resultado es una reducción exponencial en el tiempo de cálculo, lo que significa quela salida se puede medir mientras las desviaciones basadas en el ruido siguen siendo pequeñas. En resumen, los cálculos se realizan tan rápido que el ruido no tiene tiempo para afectar su precisión.
Para mejorar aún más la precisión, la solución propuesta por Kohar y sus colegas combina múltiples sistemas. Este acoplamiento proporciona una red de seguridad que reduce el efecto de las desviaciones basadas en el ruido en la etapa final.
"Piensa en el montañismo", dice Kohar. "Los escaladores pueden escalar individualmente, pero si uno resbala, entonces él / ella puede tener una caída peligrosa. Entonces usan cuerdas para conectarlos entre sí. Si uno resbala, los otros evitaránsu caída. Nuestro sistema es algo así, donde todos los sistemas están conectados entre sí todo el tiempo.
"Los sistemas están sintonizados de tal manera que en el momento de la medición, nuestro sistema se encuentra en los máximos o mínimos, los puntos donde los efectos del ruido son bajos en general y mucho más bajos si los sistemas están acoplados.Ejemplo de alpinismo nuevamente, esto significa que tomamos los promedios de los escaladores cuando están en lugares de descanso como el pico o en un valle, donde las distancias entre ellos son más pequeñas ".
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Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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