{"id":27600,"date":"2017-06-08T00:47:26","date_gmt":"2017-06-08T00:47:26","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/?p=27600"},"modified":"2017-06-08T16:01:13","modified_gmt":"2017-06-08T16:01:13","slug":"circuitos-hibridos-viabilizam-computacao-baseada-no-caos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2017\/06\/08\/circuitos-hibridos-viabilizam-computacao-baseada-no-caos\/","title":{"rendered":"Circuitos h\u00edbridos viabilizam computa\u00e7\u00e3o baseada no caos"},"content":{"rendered":"

\nA computa\u00e7\u00e3o baseada na teoria do caos permite o processamento de m\u00faltiplas entradas simultaneamente.[Imagem: John F. Lindner]<\/p>\n

Computa\u00e7\u00e3o baseada no caos<\/strong><\/p>\n

Combinar componentes digitais e anal\u00f3gicos no interior de circuitos integrados n\u00e3o-lineares, que funcionam baseados na teoria do caos, pode melhorar a pot\u00eancia computacional dos processadores ao permitir o processamento simult\u00e2neo de um maior n\u00famero de entradas.<\/p>\n

Foi o que demonstraram Vivek Kohar e seus colegas da Universidade do Estado da Carolina do Norte, nos EUA.<\/p>\n

Eles garantem que essa abordagem “melhor dos dois mundos” pode viabilizar a fabrica\u00e7\u00e3o de circuitos que podem executar mais c\u00e1lculos sem nem mesmo aumentar o tamanho f\u00edsico dos processadores.<\/p>\n

Isso torna a computa\u00e7\u00e3o baseada no caos uma alternativa para escapar dos limites da f\u00edsica em termos do tamanho dos transistores – est\u00e1 cada vez mais dif\u00edcil continuar miniaturizando os transistores para aumentar sua densidade e o poder de computa\u00e7\u00e3o dos chips.<\/p>\n

Circuitos n\u00e3o-lineares<\/strong><\/p>\n

Os circuitos n\u00e3o-lineares baseados no caos t\u00eam sido propostos como uma solu\u00e7\u00e3o para o problema da miniaturiza\u00e7\u00e3o, j\u00e1 que cada circuito desses pode executar m\u00faltiplos c\u00e1lculos, em vez da abordagem atual de “um circuito, uma tarefa”.<\/p>\n

Entretanto, o n\u00famero de entradas que podem ser processadas na computa\u00e7\u00e3o baseada no caos \u00e9 limitada pelo ru\u00eddo ambiente, o que diminui a precis\u00e3o – ru\u00eddo ambiente refere-se a flutua\u00e7\u00f5es de sinal aleat\u00f3rias que podem ser causadas por varia\u00e7\u00f5es de temperatura, de tens\u00e3o ou por defeitos nos semicondutores.<\/p>\n

“O ru\u00eddo sempre foi um grande problema em quase todas as aplica\u00e7\u00f5es de engenharia, incluindo dispositivos de computa\u00e7\u00e3o e comunica\u00e7\u00f5es. O nosso sistema \u00e9 n\u00e3o-linear e, desta forma, o ru\u00eddo pode ser ainda mais problem\u00e1tico,” disse Kohar.<\/p>\n

\"\"
\nEsquema da plataforma h\u00edbrida proposta pela equipe. [Imagem: Vivek Kohar et al. – 10.1103\/PhysRevApplied.7.044006]<\/em><\/p>\n

Circuito h\u00edbrido<\/strong><\/p>\n

Para resolver o problema, Kohar criou um sistema h\u00edbrido que usa um bloco digital de portas AND e um circuito anal\u00f3gico n\u00e3o-linear para distribuir a computa\u00e7\u00e3o entre os circuitos digitais e anal\u00f3gicos.<\/p>\n

O resultado \u00e9 uma redu\u00e7\u00e3o exponencial no tempo de c\u00e1lculo, o que significa que a sa\u00edda pode ser medida antes que os desvios causados pelo ru\u00eddo cres\u00e7am muito. Em outras palavras, os c\u00e1lculos s\u00e3o feitos t\u00e3o rapidamente que o ru\u00eddo n\u00e3o tem tempo para afetar sua precis\u00e3o.<\/p>\n

Para melhorar ainda mais a precis\u00e3o, a solu\u00e7\u00e3o combina m\u00faltiplos sistemas, em um acoplamento que cria uma rede de seguran\u00e7a capaz de reduzir o efeito de desvios causados pelo ru\u00eddo na fase final da computa\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

“Pense no alpinismo,” diz Kohar. “Os escaladores podem escalar individualmente, mas se um escorrega, ent\u00e3o ele pode ter uma queda perigosa. Ent\u00e3o eles usam cordas para se conectar uns com os outros. Se um escorrega, os outros v\u00e3o evitar a sua queda. Nosso sistema \u00e9 mais ou menos assim, com todos os sistemas conectados uns aos outros o tempo todo.<\/p>\n

“Os sistemas s\u00e3o ajustados de tal forma que, no momento da medi\u00e7\u00e3o, o nosso sistema est\u00e1 no m\u00e1ximo ou no m\u00ednimo – nos pontos onde os efeitos do ru\u00eddo s\u00e3o geralmente baixos e muito menores se os sistemas estiverem acoplados. Considerando o exemplo do alpinismo novamente, isso significa que tomamos as m\u00e9dias dos alpinistas quando eles est\u00e3o em locais de repouso, como em um pico ou em um vale, onde as dist\u00e2ncias entre eles s\u00e3o menores,” explicou Kohar.<\/p>\n

Com a arquitetura calculada e demonstrada, agora ser\u00e1 uma quest\u00e3o de esperar que os engenheiros construam os primeiros circuitos pr\u00e1ticos para demonstrar essa nova forma de computa\u00e7\u00e3o baseada no caos imune a ru\u00eddos.<\/p>\n

\nBibliografia:
\nImplementing Boolean Functions in Hybrid Digital-Analog Systems
\nVivek Kohar, Behnam Kia, John F. Lindner, William L. Ditto
\nPhysical Review Applied
\nVol.: 7, 044006
\nDOI: 10.1103\/PhysRevApplied.7.044006<\/em><\/p>\n

Autor: Inova\u00e7\u00e3o Tecnol\u00f3gica<\/b><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

A computa\u00e7\u00e3o baseada na teoria do caos permite o processamento de m\u00faltiplas entradas simultaneamente.[Imagem: John F. 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