基于忆阻器的超低功耗概率图计算技术，可实现通信信号处理

《Nature Communications》：Ultra-low-power probabilistic graphical computing based on memristors enabling communications signal processing

　　

摘要

提高基带处理器的能源效率已成为移动通信领域的一个关键挑战，尤其是对于能源受限的边缘设备而言。传统基带信号处理器通常采用独立优化的算法架构，并主要依赖于数字系统，而这些系统的能源效率受到频繁数据传输和计算密集型动态操作的根本限制。为克服现代信号处理中的能源效率瓶颈，本文提出了一种基于 memristor（忆阻器）的概率图计算范式。该方法不仅统一了基于贝叶斯推理的基带信号处理算法框架，还通过基于 memristor 的内存计算显著提升了能源效率。实验结果表明，所提出的方法可以使每比特的能耗低于 10 pJ，并将能源效率提高至传统实现方式的 11.4 倍，同时在代表性应用中保持错误率低于 1×10^?4。这些成果为边缘设备的超低功耗信号处理提供了一种灵活且抗噪声的解决方案。