Une nouvelle recherche de l'Université d'État de Caroline du Nord a révélé que la combinaison de composants numériques et analogiques dans des Les circuits intégrés basés sur le chaos peuvent améliorer leur puissance de calcul en permettant le traitement d'un plus grand nombre d'entrées. Cette approche du « meilleur des deux mondes » pourrait conduire à des circuits capables d'effectuer plus de calculs sans augmenter leur taille physique.

Les informaticiens et les concepteurs ont du mal à suivre la loi de Moore, qui stipule que le nombre de transistors sur un circuit intégré doublera tous les deux ans afin de répondre aux demandes de traitement. Ils atteignent rapidement les limites de la physique en termes de taille de transistor - il n'est pas possible de continuer à rétrécir les transistors pour s'adapter davantage sur une puce.

Basé sur le chaos, des circuits non linéaires ont été proposés comme solution au problème, comme un circuit peut effectuer plusieurs calculs au lieu de l'actuel "un circuit, une tâche". Cependant, le nombre d'entrées pouvant être traitées dans le chaos-based computing est limité par le bruit ambiant, ce qui diminue la précision. Le bruit ambiant fait référence aux fluctuations aléatoires du signal qui peuvent être causées par des variations de température, fluctuations de tension ou défauts des semi-conducteurs.

"Le bruit a toujours été un gros problème dans presque toutes les applications d'ingénierie, y compris les appareils informatiques et les communications, " dit Vivek Kohar, chercheur postdoctoral à NC State et auteur principal d'un article décrivant le travail. "Notre système n'est pas linéaire et le bruit peut donc être encore plus problématique."

Pour régler le problème, les chercheurs ont créé un système hybride qui utilise un bloc numérique de portes ET et un circuit non linéaire analogique pour répartir le calcul entre les circuits numériques et analogiques. Le résultat est une réduction exponentielle du temps de calcul, ce qui signifie que la sortie peut être mesurée alors que les écarts basés sur le bruit sont encore faibles. En bref, les calculs sont effectués si rapidement que le bruit n'a pas le temps d'affecter leur précision.

Pour améliorer encore la précision, La solution proposée par Kohar et ses collègues couple plusieurs systèmes. Ce couplage fournit un filet de sécurité qui réduit l'effet des écarts basés sur le bruit à l'étape finale.

"Pensez à l'alpinisme, " dit Kohar. " Les grimpeurs peuvent grimper individuellement, mais si l'un d'eux glisse, il peut faire une chute dangereuse. Ils utilisent donc des cordes pour les relier les uns aux autres. Si on glisse, les autres empêcheront leur chute. Notre système est un peu comme ça, où tous les systèmes sont connectés les uns aux autres tout le temps.

"Les systèmes sont réglés de telle manière qu'au moment de la mesure, notre système est aux maxima ou minima - les points où les effets du bruit sont faibles en général et beaucoup plus faibles si les systèmes sont couplés. En reprenant l'exemple de l'alpinisme, cela signifie que nous prenons les moyennes des grimpeurs lorsqu'ils se trouvent sur des lieux de repos comme le sommet ou dans une vallée, où les distances entre eux sont les plus petites.

La recherche apparaît dans Examen physique appliqué .