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【IC设计】无需特定解码硬件,美科学家研发能破解各种代码的芯片

来源:科技新报    原作者:侯冠州    

为了实现更高的处理效率,国外科学家研发一款“通用解码芯片”。麻省理工学院(MIT)近日宣布,携手波士顿大学(Boston University)和爱尔兰梅诺斯大学(maynoth University)的研究人员,研制出首个能解码任何代码的芯片,可应用于AR、VR、游戏、5G网络以及依赖于以最小延迟处理大量数据的连接设备。

MIT表示,从电子邮件的段落到VR环境中的3D图形,在网络上传播的每一段数据,都可能被沿途遇到的噪音所改变,比如来自微波或蓝牙设备的电磁干扰。因此这些数据往往都会被编码,当它们到达目的地时,解码算法可以消除噪声的负面影响,并检索原始数据。

只不过,自20世纪50年代以来,大多数纠错码和解码算法是一起设计的;每个代码都有一个与特定的、高度复杂的解码算法相对应的结构,这通常需要使用专用的硬件。

为此,MIT和波士顿大学、爱尔兰梅诺斯大学共同研发出首个能解码任何代码的芯片,此一芯片名为Guessing Random Additive Noise Decoding(GRAND),是一种通用解码算法。

MIT指出,当编码数据在网络中传输时,它们会受到干扰讯号的噪声或能量影响,而这些讯号通常是由其他电子设备产生的。当编码数据和影响它们的噪音到达目的地时,会由解码算法查阅其码本,并猜测存储的讯息是什么。

而GRAND采用的方式为,通过猜测影响讯息的噪音,并使用噪音模式推断原始讯息;GRAND按可能发生的顺序生成一系列噪音序列,从接收的数据中减去它们,并检查结果码字是否在码本中。虽然噪音在本质上看起来是随机的,但事实上它有一个概率结构,允许算法猜测它可能是什么;从某种概念上来看,这作法类似于故障排除。

研究团队之前已证明了GRAND算法的可行性,而本次实验则是首次在硬件(芯片)上展示了GRAND的有效性和效率;未来研究团队将会测试GRAND破解更长更复杂代码的能力,并调整芯片结构以提高能源效率。

封面图片来源:拍信网