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Os pesquisadores fizeram um avanço na comunicação sem fio ao usar a tecnologia de semicondutores para produzir processadores tridimensionais, que, segundo eles, são capazes de melhorar enormemente os métodos de transmissão de grandes quantidades de dados em todo o mundo.
Financiada pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa (DARPA), a inovação foi relatada por cientistas da Universidade da Flórida, que afirmam que ela poderia remodelar fundamentalmente o atual comunicação sem fio paisagem.
Os meios existentes de comunicação sem fio utilizam principalmente os chamados processadores planares, que são estruturas bidimensionais que são, portanto, limitadas em termos de sua capacidade de operar no espectro eletromagnético.
Entra em cena os semicondutores, que são materiais únicos que, como o próprio nome indica, possuem propriedades de condutividade elétrica entre condutores e isoladores tradicionais. O nível de resistividade que esses materiais possuem é geralmente governado pela temperatura, que é o oposto de como os metais se comportam. Essas propriedades únicas permitem que sejam empregados de maneiras que ampliam as capacidades dos componentes elétricos tradicionais.
Agora, ao aproveitar as capacidades dos semicondutores, a equipe da Universidade da Flórida afirma ter levado com sucesso a comunicação sem fio a uma nova dimensão no sentido mais literal, com a criação de processadores tridimensionais capazes de remodelar fundamentalmente o futuro – e a eficácia -de transmissão de dados.
De acordo com Roozbeh Tabrizian Ph.D., que liderou a equipe por trás da conquista, a criação de processadores tridimensionais é um desenvolvimento revolucionário na evolução das tecnologias de comunicação sem fio, especialmente com uma dependência crescente da transmissão de informações em proximidade próxima. em tempo real, bem como a implementação de IA e outras tecnologias de informação.
“A capacidade de transmitir dados de forma mais eficiente e confiável abrirá portas para novas possibilidades”, disse Tabrizian, professor associado do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da UF. Tabrizian acrescentou que a tecnologia também tem potencial para “alimentar avanços em áreas como cidades inteligentes, cuidados de saúde remotos e realidade aumentada”.
As tecnologias existentes nos nossos dispositivos de comunicação, como os smartphones, transmitem informações convertendo dados em ondas eletromagnéticas que são então propagadas entre milhares de milhões de utilizadores a qualquer hora do dia. Processadores espectrais são usados para ajudar a garantir que os dados sejam movidos de maneira eficaz e eficiente em várias frequências.
No entanto, Tabrizian afirma que a pressão exercida sobre as tecnologias de comunicação está a aproximar-se da quantidade máxima de dados que pode ser mantida, principalmente devido às limitações dos processadores planares bidimensionais.
“A estrutura planar dos processadores não é mais prática, pois nos limita a uma extensão muito limitada de frequências”, Tabrizian disse recentemente. Adicione a isso a crescente implementação de IA em diversas áreas diferentes, bem como outras tecnologias que estão aumentando enormemente as demandas impostas às tecnologias de transmissão sem fio.
A resposta a esse enigma para Tabrizian e seus colegas foi a criação de um ressonador nanomecânico tridimensional, que eles criaram usando o chamado processamento de fabricação de semicondutor de óxido metálico complementar (CMOS).
As tecnologias de semicondutores foram empregadas em diversas áreas por Tabrizian e sua equipe, o que lhes permitiu integrar com sucesso uma variedade de processadores que operam em frequências específicas, tudo dentro de um único chip.
O resultado é mais do que simplesmente um processador que pode transmitir dados sem fio em três dimensões: essas tecnologias oferecem desempenho diferente de seus antecessores 2D e são inerentemente escaláveis, ao mesmo tempo em que ocupam menos espaço do que as tecnologias existentes.
Fundamentalmente, a equipe conseguiu isso criando um tipo de processador espectral diferente de qualquer outro.
David Arnold, presidente associado de assuntos docentes do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação e membro da equipe de Tabrizian, disse que sua nova tecnologia é “verdadeiramente uma virada de jogo”.
“Dr. A nova abordagem de Tabrizian para chipsets de rádio multibanda e ágeis em frequência não apenas resolve um enorme desafio de fabricação, mas também permite que os designers imaginem estratégias de comunicação inteiramente novas em um mundo sem fio cada vez mais congestionado”, disse Arnold em um comunicado. declaração.
“Simplificando, nossos dispositivos sem fio funcionarão melhor, mais rápido e com mais segurança”, acrescentou Arnold.
A pesquisa de Tabrizian e sua equipe foi descrito em um novo artigo“Circuitos de imagem em três dimensões, que apareceu na revista Natureza em 20 de fevereiro de 2024.
Nota do editor: Dispositivos semelhantes que ampliam as capacidades das tecnologias de comunicação para além do processamento planar já estão em uso há vários anos, com um exemplo notável sendo Tecnologia FinFET que depende da construção 3D para acomodar mais transistores em uma área menor, além de maior eficiência e desempenho.
Micah Hanks é o editor-chefe e cofundador do The Debrief. Ele pode ser contatado por e-mail em micah@thedebrief.org. Acompanhe seu trabalho em micahhanks.com e em X: @MicahHanks.
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