3D-процессоры: ключ к масштабируемым и производительным беспроводным сетям

Ученые с использованием полупроводниковых технологий создали трехмерные процессоры, способные кардинально улучшить методы передачи больших объемов данных по всему миру. Исследование, поддержанное Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), было представлено научной группой из Университета Флориды. Оно обещает радикально изменить ландшафт существующей беспроводной связи.

В отличие от традиционных плоских процессоров, ограниченных своими двумерными структурами, новые трехмерные процессоры используют уникальные свойства полупроводников. Эти материалы обладают электропроводностью между традиционными проводниками и изоляторами, что позволяет расширить возможности традиционных электрических компонентов.

Руководитель группы, доктор Рузбех Табризян, подчеркнул, что создание трехмерных процессоров является переломным моментом в развитии технологий беспроводной связи. Это особенно важно с учетом растущей зависимости от передачи информации в режиме близком к реальному времени, а также внедрения ИИ и других информационных технологий. Табризян отметил, что новая технология откроет путь к развитию умных городов, удаленного здравоохранения и дополненной реальности.

Существующие технологии в устройствах связи, таких как смартфоны, передают информацию, преобразуя данные в электромагнитные волны. Однако, согласно Табризяну, нагрузка на технологии связи приближается к максимально возможному объему данных, который можно передавать из-за ограничений двумерных процессоров.

Прорыв был достигнут благодаря созданию трехмерного наномеханического резонатора с использованием технологии комплементарного металлооксидного полупроводника (CMOS). Эта технология позволила интегрировать в один чип различные процессоры, работающие на определенных частотах, что обеспечивает несравненную производительность по сравнению с их двумерными предшественниками и возможность масштабирования, занимая при этом меньше места.

Дэвид Арнольд, заместитель председателя по вопросам персонала в отделе электротехники и компьютерной инженерии и член команды Табризяна, назвал новую технологию "настоящим прорывом". "Новый подход доктора Табризяна к многодиапазонным, частотно-гибким радиочипам не только решает огромную производственную задачу, но и позволяет представить совершенно новые стратегии связи в условиях все более загруженного беспроводного мира," - сказал он в заявлении.

Исследование команды Табризяна было опубликовано в статье в журнале Nature 20 февраля 2024 года.