尖端通信技术，如第五代（5G）移动网络和物联网（IoT），可以从支持无线通信并消耗最少量的电力的设备中获得巨大的好处。由于大多数现有设备具有分离的计算和传输数据的组件，因此降低它们的能量消耗可能具有挑战性。
中国南京大学、东南大学和紫金山实验室的研究人员最近设计了一种并行的基于内存的无线计算方案，可以在同一硬件上同时执行计算和无线传输。这种设计基于使用内存电阻交叉阵列，即包含内存电阻器的网格状结构，这种电子元件既可以处理数据也可以存储数据。这种设计已在《自然电子学》杂志上发表。
我们在之前发表于《自然纳米技术》的一篇论文中提出了利用纳米级交叉棒阵列中的连续时间数据表示实现大规模并行内存计算的想法，本次研究的一名参与者Shi-Jun Liang告诉Tech Xplore。
在这篇论文中，我们展示了处理后的模拟信号可以通过射频模块进行传输。受到我们的发现的启发，我们开始思考是否可以利用基于记忆电阻交叉阵列的内存计算来实现超低功耗的并行数字数据传输，这对于智能物联网或其他边缘计算设备是理想的。
梁、冯淼及其同事引入的基于内存的无线计算方法利用了忆阻器的模拟内存计算能力，同时也处理设备传输或接收的模拟无线信号。这可以大大提高设备的能量效率，消除目前大多数技术设计中数字和模拟领域之间的尖锐分离。
Liang解释说，这种计算范式的独特特点在于，无线信号可以在数据传输的路径中实时处理（例如，调制或解调），同时消耗少量的能量。
首先，这种方法可以减少无线通信系统中使用的模数转换器（ADC）的需求，并极大地提高实时无线数字通信的能源效率。我们的研究还确定了一种有前途的应用场景，该场景对于可变导电状态相关噪声限制了可记忆元器件的实际应用。
研究人员基于他们提出的设计创建了一个原型系统，然后在一系列测试中评估了其性能。他们发现，该系统传输了一个480位的二进制流，误码率非常低，为0/480。此外，他们的设备比基于数字到模拟和模拟到数字转换器的传统设备消耗的电量显著少，约为两个数量级。
未来，梁翔和苗世明等同事引入的并行内存无线计算方法可能使电子设备的能耗更低，更适合应对高计算需求。虽然团队目前已经测试了他们的设计来创建电子设备，但这种方法也有潜力应用于声学和光学无线通信设备。
“Miao补充道：“将记忆电阻器设备应用于不需要精确计算的无线通信中，为模拟内存计算技术提供了极大的机会。在不久的将来，我们计划将记忆电阻器交叉阵列的大规模集成应用于无线通信系统，并将其推向实际应用领域。”
—煤油灯科技victorlamp.com编译整理—
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