I microchip analogici sono la cura per la brama di potere dell’intelligenza artificiale

Mar 29, 2024

spazio visivo/iStock

In passato, i chip analogici governavano l’informatica, operando su intervalli di valori continui. Sebbene il calcolo analogico possa sembrare obsoleto rispetto agli standard odierni, privo della precisione e dell’adattabilità dei chip digitali, sta vivendo una rinascita nel regno di cose come l’intelligenza artificiale avanzata. Ma cosa sono e come potrebbero essere utili?

Scopriamolo.

Un chip analogico, o circuito integrato analogico (IC) o dispositivo, è un dispositivo a semiconduttore che elabora e manipola i segnali analogici. I segnali analogici sono segnali elettrici continui e variabili nel tempo che rappresentano fenomeni del mondo reale come suono, temperatura, pressione e luce. Questi chip vengono utilizzati in molte applicazioni, tra cui l'elettronica di consumo, le telecomunicazioni, i sistemi automobilistici e l'automazione industriale.

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Dirlo in un altro modo; i chip analogici funzionano in qualche modo in modo simile alle cellule del cervello. A differenza dei chip digitali, che utilizzano 1 e 0 per elaborare le informazioni, i chip analogici funzionano con una gamma continua di valori, come un dimmer che può essere regolato in modo fluido.

I chip analogici sono caratterizzati dalla loro capacità di gestire segnali continui, al contrario dei chip digitali che funzionano con segnali binari discreti (0 e 1). I componenti fondamentali dei chip analogici includono transistor, condensatori, resistori e diodi, che sono interconnessi per creare funzioni circuitali specifiche come amplificazione, filtraggio e conversione del segnale. Per questo motivo, i chip analogici consentono un’interazione perfetta tra il mondo naturale e il dominio digitale, garantendo che i nostri sistemi elettronici rimangano efficienti, affidabili e versatili.

Nonostante la crescente prevalenza della tecnologia digitale, i chip analogici rimangono indispensabili grazie alla loro capacità unica di gestire i segnali del mondo reale. Lo sviluppo di circuiti integrati a segnale misto, che combinano circuiti analogici e digitali su un singolo chip, ha ulteriormente aumentato l'importanza della progettazione e delle competenze analogiche. Questa integrazione consente sistemi elettronici più compatti, efficienti ed economici, alimentando l’innovazione in numerosi campi.

Uno dei tipi più comuni di chip analogici è l'amplificatore operazionale (amplificatore operazionale). Gli amplificatori operazionali sono componenti versatili che svolgono varie funzioni, come l'amplificazione del segnale, il filtraggio e le operazioni matematiche. Sono parte integrante di molti sistemi elettronici, dalle apparecchiature audio ai dispositivi medici.

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Altri esempi degni di nota di chip analogici sono il convertitore analogico-digitale (ADC) e il convertitore digitale-analogico (DAC). Questi chip convertono segnali analogici continui in dati digitali discreti e viceversa, consentendo la comunicazione tra il dominio analogico e quello digitale. Gli ADC e i DAC sono fondamentali nella conversione dell'elaborazione del segnale digitale, dell'acquisizione dei dati e dei sistemi audio e video digitali.

I regolatori di tensione sono un altro tipo importante di chip analogico. Forniscono livelli di tensione stabili a vari circuiti elettronici, garantendo il funzionamento affidabile ed efficiente del sistema. I regolatori di tensione sono utilizzati in molteplici applicazioni, dagli alimentatori e caricabatterie all'elettronica automobilistica e ai sistemi di energia rinnovabile.

I chip analogici sono presenti anche in dispositivi specializzati su misura per applicazioni specifiche, come interfacce di sensori, circuiti a radiofrequenza (RF) e circuiti integrati di gestione dell'alimentazione. Le interfacce dei sensori consentono l'elaborazione e la conversione dei segnali generati da sensori come sensori di temperatura, pressione o luce. I circuiti a radiofrequenza facilitano la comunicazione wireless nei telefoni cellulari, nei router Wi-Fi e nei sistemi satellitari. I circuiti integrati di gestione dell'energia, invece, regolano e distribuiscono l'energia all'interno dei sistemi elettronici, ottimizzando il consumo energetico e prolungando la durata della batteria.

I microchip analogici e digitali differiscono per funzionalità, elaborazione del segnale e aree di applicazione: una delle differenze più importanti è il modo in cui avviene l'elaborazione del segnale con ciascun tipo di chip. I microchip analogici elaborano segnali elettrici continui e variabili nel tempo che rappresentano fenomeni del mondo reale come il suono, la temperatura e la luce. Al contrario, i microchip digitali funzionano con segnali binari discreti rappresentati da 0 e 1. Questi segnali binari eseguono operazioni logiche e aritmetiche nei sistemi digitali.