ابداع دانشمند ایرانی: پردازنده‌ای سه‌بعدی که انقلابی در زمینه ارتباطات بی‌سیم ایجاد می‌کند

دکتر روزبه تبریزیان، دانشیار گروه مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه فلوریدا به همراه همکاران خود یک پردازنده سه بعدی اختراع کرده اند که کارایی انتقال حجم زیادی از داده ها را در سراسر جهان به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. در زمانی که پیشرفت روزافزون هوش مصنوعی نیازمند بسترهای بیشتری برای انتقال داده است، این نوآوری می تواند چشم انداز ارتباطات بی سیم را تغییر دهد.

ارتباطات بی‌سیم سنتی مبتنی بر پردازنده‌های مسطح و دو بعدی است که اگرچه کارآمد هستند، اما به دلیل ساختار دو بعدی‌شان به ظرفیت محدودی از داده‌های الکترومغناطیسی محدود می‌شوند. اکنون، طبق مقاله ای که در نیچر منتشر شده است، دانشمندان دانشگاه فلوریدا بعد جدیدی به فناوری های نیمه هادی برای ارتباطات بی سیم اضافه کرده اند. با گذار از پردازنده های تخت به سه بعدی، دوره جدیدی از فشرده سازی و کارایی انتقال داده آغاز می شود. گفتنی است این تحقیق بر روی جلد شماره جدید مجله Nature Electronics نیز منتشر شده است.

پردازنده های سه بعدی برای افزایش ظرفیت ارتباطات بی سیم

در حال حاضر، داده های تلفن های ما و دستگاه های مختلف به امواج الکترومغناطیسی تبدیل می شوند تا بتوانند بین میلیاردها کاربر حرکت کنند. درست مانند اتومبیل‌هایی که در بزرگراه‌ها و خیابان‌ها سرعت آن‌ها توسط چراغ‌های راهنمایی کنترل می‌شود، ترافیک داده در فرکانس‌های مختلف با کمک فیلترها یا پردازنده‌های طیف حرکت می‌کند.

دکتر تبریزیان می گوید زیرساخت های یک شهر فقط می تواند سطح معینی از ترافیک را مدیریت کند و اگر مدام حجم خودروها را افزایش دهید، با مشکل مواجه خواهید شد. اکنون حجم داده در ارتباطات بی سیم به حداکثر مقدار خود رسیده است و ساختار مسطح پردازنده ها دیگر جوابگوی این حجم از داده نیست.

با ظهور هوش مصنوعی و سایر دستگاه های هوشمند، ما به چراغ های راهنمایی بیشتری برای کنترل فرکانس های مختلف نیاز داریم. حال با افزودن بعد دیگری به این پردازنده ها می توان از ظرفیت بیشتری برای انتقال اطلاعات استفاده کرد. به‌طور دقیق‌تر، تبریزیان و همکارانش از فناوری CMOS یا فرآیند ساخت نیمه‌رساناهای اکسید فلزی برای ساخت یک تشدیدگر نانومکانیکی سه‌بعدی استفاده کرده‌اند.

پردازنده های سه بعدی فضای فیزیکی کمتری را اشغال می کنند و در عین حال عملکرد پیشرفته تری را ارائه می دهند. به گفته تبریزیان، با استفاده از نقاط قوت فناوری های نیمه هادی در زمینه یکپارچه سازی داده ها، مسیریابی و بسته بندی، می توان انواع پردازنده های وابسته به فرکانس را بر روی یک تراشه ادغام کرد.

این رویکرد جدید برای تولید پردازنده‌های رادیویی چند بانده نه تنها مشکل بزرگ پردازنده‌های دو بعدی را حل می‌کند، بلکه به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا استراتژی‌های ارتباطی کاملاً جدیدی را در دنیای شلوغ ارتباطات بی‌سیم ایجاد کنند. به عبارت ساده تر، دستگاه های بی سیم جدید بهتر، سریع تر و ایمن تر خواهند بود.

منبع: دیجیاتو