Создан микроволновый чип для спутников: объём данных снижается в 8 раз
Исследователи Корнеллского университета представили первый в мире процессор, способный одновременно обрабатывать сверхскоростные потоки данных и радиосигналы непосредственно в микроволновом диапазоне. По словам разработчиков, чип использует новый подход на основе так называемых микроволновых токенов, аналогичных токенам в больших языковых моделях.
Благодаря этому удалось сократить объём передаваемых спутниковых данных примерно в восемь раз. При этом энергопотребление устройства остаётся ниже 200 мВт. Вместо передачи длинных цифровых последовательностей система преобразует информацию в небольшое число микроволновых импульсов, сохраняющих взаимосвязи между данными.
Традиционные системы связи требуют нескольких этапов обработки сигнала, что увеличивает задержки и расход энергии. Новая разработка избавляет от этих этапов, снижая требования к пропускной способности канала и одновременно экономя энергию. Авторы отмечают, что две такие микроволновые нейросети могут обмениваться сообщениями, понятными только друг другу, что открывает возможность для аппаратной защиты беспроводной связи.
Во время испытаний на чип подавались потоки данных со скоростью в несколько гигабит в секунду. Процессор автоматически формировал вероятностные биты (p-биты), которые принимают не только значения 0 или 1, но и изменяются в зависимости от входящего сигнала. С помощью этого механизма команде удалось восстановить спутниковое изображение тропического шторма, передав лишь около одной восьмой исходного объёма данных. При этом основные детали снимка сохранились.
Подобная технология может быть особенно востребована для малых спутников, беспилотных летательных аппаратов и периферийных устройств, работающих в условиях жёстких ограничений по энергопотреблению и пропускной способности. Снижение объёма трафика позволит таким системам передавать больше информации без расширения канала.
Авторы уже подали патентную заявку и продолжают развивать технологию в рамках университетской программы коммерциализации Ignite Innovation Acceleration. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Communications.
