Key takeaways
- MIT-forskare har skapat ett modulärt chip som enkelt kan konfigureras om för att ta nya funktioner.
- Istället för traditionell kabeldragning använder chippet lysdioder för att hjälpa sina olika komponenter att kommunicera.
-
Designen kommer att kräva mycket testning innan den kan användas i den verkliga världen, föreslår experter.
Tänk om hårdvara kunde uppgraderas med nya funktioner lika enkelt som mjukvara.
Forskare vid MIT har designat ett modulärt chip som använder ljusblixtar för att förmedla information mellan dess komponenter. Ett av designmålen med chippet är att göra det möjligt för människor att byta in ny eller förbättrad funktionalitet istället för att ersätta hela chippet, vilket i huvudsak banar väg för ständigt uppgraderbara enheter.
"Den allmänna riktningen för att återanvända hårdvara är välsignad", sa Dr. Eyal Cohen, VD och medgrundare av CogniFiber, till Lifewire via e-post. "Vi hoppas verkligen att ett sådant chip kommer att vara användbart och skalbart."
Ljusår framåt
MIT-forskarna har satt sin plan i verket genom att designa ett chip för grundläggande bildigenkänningsuppgifter, för närvarande utbildat specifikt för att känna igen tre bokstäver: M, I och T. De har publicerat detaljerna om chipet i tidskriften Nature Electronics.
I tidningen noterar forskarna att deras modulära chip består av flera komponenter, som artificiell intelligens, sensorer och processorer. Dessa är utspridda över olika lager och kan staplas eller bytas in efter behov för att montera chipet. Forskarna hävdar att designen gör det möjligt för dem att konfigurera om ett chip för specifika funktioner eller uppgradera till en nyare, förbättrad komponent när och när den blir tillgänglig.
Även om detta chip inte är det första som använder en modulär design, är det unikt för sin användning av lysdioder som kommunikationsmedel mellan lagren. Används tillsammans med fotodetektorer, noterar forskarna att istället för konventionella ledningar använder deras chip ljusblixtar för att förmedla information mellan komponenterna.
Avsaknaden av ledningar är det som gör att chippet kan konfigureras om, eftersom de olika lagren enkelt kan omarrangeras.
Forskarna noterar till exempel i tidningen att den första versionen av chipet klassificerade varje bokstav korrekt när källbilden var tydlig men hade problem med att skilja mellan bokstäverna I och T i vissa suddiga bilder. För att rätta till detta bytte forskarna helt enkelt ut chipets bearbetningslager mot en bättre avbländande processor, vilket förbättrade dess förmåga att läsa suddiga bilder.
"Du kan lägga till så många datorlager och sensorer du vill, till exempel för ljus, tryck och till och med lukt", sa Jihoon Kang, en av forskarna, till MIT news. "Vi kallar detta ett LEGO-liknande omkonfigurerbart AI-chip eftersom det har obegränsad expanderbarhet beroende på kombinationen av lager."
Minska e-avfall
Även om forskarna bara har visat det omkonfigurerbara tillvägagångssättet inom ett enda datorchip, menar de att tillvägagångssättet kan skalas, så att människor kan byta in ny eller förbättrad funktionalitet, som större batterier eller uppgraderade kameror, vilket också kan bidra till att minska e-avfall.
"Vi kan lägga till lager i en mobiltelefons kamera så att den kan känna igen mer komplexa bilder, eller göra dessa till vårdmonitorer som kan bäddas in i bärbar elektronisk hud", sa Chanyeo Choi, en annan forskare, till MIT news.
Innan de kan kommersialiseras måste dock chipdesignen ta itu med två nyckelfrågor, föreslog Dr. Cohen, vars Cognifiber bygger glasbaserade chip för att ge smarta enheter processorkraft av serverklass.
Till att börja med måste forskarna titta på gränssnittets kvalitet, särskilt över snabb överföring och över flera våglängder. Den andra frågan som behöver analyseras ytterligare är robustheten i designen, särskilt när chipsen används under lång tid. Behöver de noggrann temperaturkontroll? Är de känsliga för vibrationer? Det här är bara två av många frågor som behöver undersökas ytterligare, förklarade Dr. Cohen.
I uppsatsen noterar forskarna att de är angelägna om att tillämpa designen på smarta enheter och avancerad datorhårdvara, inklusive sensorer och bearbetningsfärdigheter inuti en självförsörjande enhet.
"När vi går in i eran av sakernas internet baserat på sensornätverk, kommer efterfrågan på multifunktionella edge-computing-enheter att växa dramatiskt", säger Jeehwan Kim, en annan forskare och MIT:s docent i maskinteknik, till MIT News. "Vår föreslagna hårdvaruarkitektur kommer att ge hög mångsidighet av edge computing i framtiden."
