{"id":8018,"date":"2023-07-17T15:21:04","date_gmt":"2023-07-17T07:21:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/?p=8018"},"modified":"2024-02-27T19:25:56","modified_gmt":"2024-02-27T11:25:56","slug":"hybrid-circuits-can-increase-computational-power-of-chaos-based-systems","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.huashu-tech.com\/de\/hybrid-circuits-can-increase-computational-power-of-chaos-based-systems\/","title":{"rendered":"Hybridschaltungen k\u00f6nnen die Rechenleistung chaosbasierter Systeme erh\u00f6hen"},"content":{"rendered":"

Neue Forschungsergebnisse der North Carolina State University haben ergeben, dass die Kombination digitaler und analoger Komponenten in nichtlinearen, auf Chaos basierenden integrierten Schaltkreisen deren Rechenleistung verbessern kann, indem eine gr\u00f6\u00dfere Anzahl von Eingaben verarbeitet werden kann. Dieser \u201eBest of Both Worlds\u201c-Ansatz k\u00f6nnte zu Schaltkreisen f\u00fchren, die mehr Berechnungen durchf\u00fchren k\u00f6nnen, ohne ihre physische Gr\u00f6\u00dfe zu erh\u00f6hen.<\/p>\n

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Informatiker und Designer haben M\u00fche, mit dem Mooreschen Gesetz Schritt zu halten, das besagt, dass sich die Anzahl der Transistoren in einem integrierten Schaltkreis alle zwei Jahre verdoppelt, um den Verarbeitungsanforderungen gerecht zu werden. Sie sto\u00dfen hinsichtlich der Transistorgr\u00f6\u00dfe schnell an die Grenzen der Physik \u2013 es ist nicht m\u00f6glich, die Transistoren weiter zu verkleinern, um mehr auf einen Chip zu passen.<\/p>\n

Chaosbasiert, nichtlinear\u00a0Schaltkreise<\/a>\u00a0Als L\u00f6sung f\u00fcr das Problem wurden vorgeschlagen, dass ein Schaltkreis mehrere Berechnungen durchf\u00fchren kann, statt wie bisher \u201eein Schaltkreis, eine Aufgabe\u201c-Design. Allerdings ist die Anzahl der Eingaben, die beim Chaos-based Computing verarbeitet werden k\u00f6nnen, begrenzt\u00a0Umgebungsger\u00e4usche<\/a>, was die Genauigkeit verringert. Umgebungs\u00a0L\u00e4rm<\/a>\u00a0bezieht sich auf zuf\u00e4llige Signalschwankungen, die durch Temperaturschwankungen, Spannungsschwankungen oder Halbleiterdefekte verursacht werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

\u201eL\u00e4rm war schon immer ein gro\u00dfes Problem in fast allen technischen Anwendungen, einschlie\u00dflich Computerger\u00e4ten und Kommunikation\u201c, sagt Vivek Kohar, Postdoktorand an der NC State und Hauptautor einer Arbeit, die die Arbeit beschreibt. \u201eUnser System ist nichtlinear und daher kann Rauschen noch problematischer sein.\u201c<\/p>\n

Um das Problem anzugehen, haben die Forscher ein Hybridsystem entwickelt, das einen digitalen Block aus UND-Gattern und eine analoge nichtlineare Schaltung verwendet, um die Berechnung zwischen den digitalen und zu verteilen\u00a0Analoge Schaltungen<\/a>. Das Ergebnis ist eine exponentielle Reduzierung der Rechenzeit, was bedeutet, dass die Ausgabe gemessen werden kann, w\u00e4hrend die rauschbasierten Abweichungen noch gering sind. Kurz gesagt, die Berechnungen werden so schnell durchgef\u00fchrt, dass Rauschen keine Zeit hat, ihre Genauigkeit zu beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n

Um die Genauigkeit weiter zu verbessern, koppeln die von Kohar und seinen Kollegen vorgeschlagene L\u00f6sung mehrere Systeme. Diese Kopplung stellt ein Sicherheitsnetz dar, das die Auswirkungen ger\u00e4uschbedingter Abweichungen in der Endphase reduziert.<\/p>\n

\u201eDenken Sie an Bergsteigen\u201c, sagt Kohar. \u201eDie Kletterer k\u00f6nnen einzeln klettern, aber wenn einer ausrutscht, kann es zu einem gef\u00e4hrlichen Sturz kommen. Deshalb nutzen sie Seile, um sie miteinander zu verbinden. Wenn einer ausrutscht, verhindern die anderen, dass sie herunterfallen. Unser System ist in etwa so: Alle Systeme sind st\u00e4ndig miteinander verbunden.<\/p>\n

\u201eDie Systeme sind so abgestimmt, dass zum Zeitpunkt der Messung unsere\u00a0System<\/a>\u00a0liegt an den Maxima oder Minima \u2013 den Punkten, an denen die Auswirkungen von Rauschen im Allgemeinen gering sind und viel geringer, wenn die Systeme gekoppelt sind. Betrachtet man noch einmal das Bergsteiger-Beispiel, bedeutet das, dass wir den Durchschnittswert der Kletterer nehmen, wenn sie sich an Rastpl\u00e4tzen wie dem Gipfel oder in einem Tal befinden, wo die Abst\u00e4nde zwischen ihnen am geringsten sind.\u201c<\/p>\n

Die Forschung erscheint in\u00a0Angewandte k\u00f6rperliche Untersuchung<\/i>.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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