120Gbps！无线芯片速度新突破

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利用这款芯片，数据中心运营商可以实现超高速无线链路，从而节省硬件、冷却和电力成本。

加州大学尔湾分校的研究人员开发出一种140 GHz的无线芯片，能够以媲美光纤的速度支持向6G及更先进的传输协议的过渡。据该大学新闻稿称，研究人员将数字信号处理和模拟信号处理相结合，实现了这一目标。

这款芯片的研发工作从 2020 年就开始了。由加州大学欧文分校电气工程与计算机科学教授 Payam Heydari 领导的研究团队早就意识到，传统芯片的性能很快就会达到瓶颈。

“我们意识到，为了达到难以企及的每秒 100 吉比特的里程碑——这是当前无线设备速度的 100 倍——而不烧毁芯片，我们必须从根本上重新思考电路拓扑结构，”海达里在一份新闻稿中说道。

构建新的收发器

从事无线设备研究的研究人员都清楚，随着无线传输速度的提升，处理数据所需的能量会呈指数级增长。如果未来的收发器沿用相同的架构，电池续航时间也需要相应提升，否则设备会立即耗尽电量。

现代发射器利用数模转换器（DAC）产生信号。对于6G及更高频率的网络，这些发射器必须工作在100GHz以上的频率，这不仅极其复杂，而且功耗极高。研究人员称之为DAC瓶颈。

Heydari 的团队通过使用三个同步子发射器直接在射频域构建信号，消除了数模转换器 (DAC) 的瓶颈。这种被称为射频域 64QAM 的技术，使芯片能够发送更多数据而不会过热，从而显著提高效率。

分层模拟解调

然而，这仅仅解决了部分问题。接收器也需要使用模数转换器将接收到的数据转换成数字形式。在极高的速度下，会遇到采样瓶颈，这会消耗大量功率，使其无法应用于智能手机等设备。因此，该团队还开发了一种更智能的接收器。

“我们开发了一种称为分层模拟解调的技术，”尤西夫·哈萨姆解释说，他曾是加州大学欧文分校的博士后研究员，现在在高通公司工作。

“通过在模拟域中对信号进行分层分解，在数字化之前剥离复杂的数据层，我们仅需通常所需功率的一小部分即可提取数据。”

该团队设计的新型接收器芯片采用 22 纳米工艺，功耗仅为 230 毫瓦。除了支持 140 GHz 频段的传输外，该芯片的架构还支持大规模生产，从而能够实现大规模应用。

“我们称这项技术为‘无线光纤跳线’，因为它无需物理电缆即可提供光纤的极速传输。”海达里说道。

“通过在 F 频段（远高于当前 5G 标准的频率范围）运行，我们可以提供巨大的带宽，这将改变机器、机器人和数据中心之间的通信方式。”

他补充道：“我们的创新技术无需在数据中心内铺设数英里的复杂铜线。数据中心运营商可以在服务器机架之间建立超高速无线链路，从而大幅节省硬件、冷却和电力成本。”

https://interestingengineering.com/innovation/uc-irvines-wireless-chip-high-speed

（来源：编译自interestingengineering）

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