Chip Kecil “Otak Microwave” Cornell Dapat Mengubah Komputasi dan AI
Insinyur Cornell telah menciptakan “otak gelombang mikro” pertama di dunia – sebuah mikrochip revolusioner yang melakukan komputasi dengan gelombang mikro, bukan sirkuit digital tradisional.
Prosesor kecil berdaya rendah ini melakukan tugas real-time seperti decoding sinyal, pelacakan radar, dan analisis data dengan konsumsi daya kurang dari 200 miliwatt.
Terobosan “Otak Microwave” Cornell
Para ilmuwan di Cornell University telah menciptakan jenis mikrochip berdaya rendah baru yang disebut “otak gelombang mikro”, yang mampu memproses data ultracepat dan sinyal komunikasi nirkabel dengan menggunakan sifat unik gelombang mikro.
Baru-baru ini dijelaskan dalam jurnal Elektronik Alamprosesor ini adalah jaringan saraf gelombang mikro pertama yang berfungsi penuh dan dibangun langsung pada chip silikon. Ia melakukan komputasi real-time dalam domain frekuensi untuk tugas-tugas berat seperti decoding sinyal radio, pelacakan radar, dan pemrosesan data digital, semuanya dengan konsumsi daya di bawah 200 miliwatt.
Sebuah Chip Yang Menulis Ulang Pemrosesan Sinyal
“Karena dapat melakukan distorsi dengan cara yang dapat diprogram melintasi pita frekuensi lebar secara instan, maka dapat digunakan kembali untuk beberapa tugas komputasi,” kata penulis utama Bal Govind, seorang mahasiswa doktoral yang melakukan penelitian bersama Maxwell Anderson, yang juga seorang mahasiswa doktoral. “Ini melewati sejumlah besar langkah pemrosesan sinyal yang biasanya harus dilakukan oleh komputer digital.”
Performa chip tersebut berasal dari arsitekturnya, yang berfungsi sebagai jaringan saraf—sistem yang terinspirasi oleh otak manusia. Ia menggunakan mode elektromagnetik yang saling berhubungan dalam pandu gelombang yang dapat disetel untuk mengenali pola dan beradaptasi dengan informasi yang masuk. Tidak seperti jaringan saraf standar yang mengandalkan operasi digital dan instruksi berdasarkan waktu, sistem ini beroperasi dalam rentang gelombang mikro analog, sehingga memungkinkannya memproses aliran data dalam puluhan gigahertz, jauh melebihi kecepatan sebagian besar prosesor digital.
Membuang Buku Pedoman Digital
“Bal membuang banyak desain sirkuit konvensional untuk mencapai hal ini,” kata Alyssa Apsel, profesor teknik, yang merupakan rekan penulis senior dengan Peter McMahon, profesor fisika terapan dan teknik. “Alih-alih mencoba meniru struktur jaringan saraf digital secara persis, dia menciptakan sesuatu yang lebih mirip kumpulan perilaku frekuensi terkontrol yang pada akhirnya dapat memberi Anda komputasi berkinerja tinggi.”
Hasilnya adalah sebuah chip yang dapat menangani operasi logika sederhana dan tugas-tugas lebih lanjut, seperti mengenali urutan biner atau mengidentifikasi pola dalam data berkecepatan tinggi. Itu tercapai ketepatan tingkat 88% atau lebih tinggi di beberapa tantangan klasifikasi sinyal nirkabel, menyamai kinerja jaringan saraf digital namun hanya menggunakan sebagian kecil energi dan ruangnya.
Komputasi Lebih Cerdas Dengan Daya Lebih Sedikit
“Dalam sistem digital tradisional, ketika tugas menjadi lebih kompleks, Anda memerlukan lebih banyak sirkuit, lebih banyak daya, dan lebih banyak koreksi kesalahan untuk menjaga akurasi,” kata Govind. “Tetapi dengan pendekatan probabilistik kami, kami dapat mempertahankan akurasi tinggi pada perhitungan sederhana dan kompleks, tanpa tambahan biaya tambahan.”
Sensitivitas ekstrim chip terhadap masukan membuatnya cocok untuk aplikasi keamanan perangkat keras seperti mendeteksi anomali dalam komunikasi nirkabel di berbagai pita frekuensi gelombang mikro, menurut para peneliti.
Menuju AI Pada Perangkat dan Edge Computing
“Kami juga berpikir bahwa jika kami mengurangi konsumsi daya lebih banyak, kami dapat menerapkannya ke aplikasi seperti edge computing,” kata Apsel. “Anda dapat menerapkannya pada jam tangan pintar atau ponsel dan membangun model asli pada perangkat pintar Anda daripada harus bergantung pada server cloud untuk semuanya.”
Meskipun chip tersebut masih bersifat eksperimental, para peneliti optimis dengan skalabilitasnya. Mereka sedang bereksperimen dengan cara untuk meningkatkan keakuratannya dan mengintegrasikannya ke dalam microwave dan platform pemrosesan digital yang ada.
Referensi: “Jaringan saraf gelombang mikro terintegrasi untuk komputasi dan komunikasi broadband” oleh Bala Govind, Maxwell G. Anderson, Fan O. Wu, Peter L. McMahon dan Alyssa Apsel, 14 Agustus 2025, Elektronik Alam.
DOI: 10.1038/s41928-025-01422-1
Pekerjaan ini muncul dari upaya eksplorasi dalam proyek yang lebih besar yang didukung oleh Defense Advanced Research Projects Agency dan Cornell NanoScale Science and Technology Facility, yang sebagian didanai oleh National Science Foundation.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin SciTechDaily.
Ikuti kami di Google dan Google Berita.
