Как радикально ускорить беспроводную сеть

Ученые разработали новую микросхему, усилитель мощности, которая позволит увеличить скорость беспроводного интернета в 20-30 раз.

Новый чип разработал доцент кафедры электротехники Хариш Кришнасвами из Columbia Engineering. Ему удалось собрать наноразмерный усилитель миллиметровых волн на основе распространенной CMOS-технологии. Усилители мощности применяются в коммуникационных технологиях и датчиках для повышения уровня мощности сигнала и обеспечения надежной связи на больших расстояниях.

Усилители мощности используются практически во всей электронике: от телефонов и компьютеров до суперсовременных систем спутниковой связи. Однако миниатюризация и одновременное наращивание мощности усилителей сталкивается с проблемой: наноразмерные CMOS-схемы не могут вырабатывать большое количество энергии на высоких частотах. Это связано с тем, что транзисторы становятся все меньше и не выдерживают высокое напряжение - они больше подходят для скорости, а не для мощности. В то же время перспективным системам связи, с высокими пропускной способностью и дальностью действия, требуются и быстродействие, и высокая мощность.

Новый усилитель на базе наноразмерных CMOS-транзисторов позволит создавать высокопроизводительные беспроводные компьютерные сети с большой дальностью связ

Хариш Кришнасвами придумал способ использовать несколько наноразмерных тщательно синхронизированных CMOS-транзисторов, которые могут генерировать около 1Вт мощности на миллиметровых волнах, что в 5 раз больше мощности современных усилителей. Новые усилители изготавливаются с помощью укладки наноразмерных CMOS-чипов друг на друга таким образом, чтобы они работали под большими напряжениями без потери быстродействия. При использовании четырех 45-нм CMOS -транзисторов в усилителе мощности и объединении восьми таких усилителей на одном чипе, можно достичь выходной мощности в 0,5 Вт при частоте 45 гигагерц.

Новый усилитель впервые может обеспечить чрезвычайно высокую пропускную способность связи на больших расстояниях. Например на базе нового чипа можно создать общегородскую Wi-Fi сеть со скоростью передачи данных до 10 гигабит в секунду.

Данное исследование финансировалось в том числе и оборонным научным агентством DARPA, которое заинтересовано в создании мощных дальних систем связи с высокой пропускной способностью.