Οι ερευνητές περιέγραψαν
το τσιπ βιουπολογιστών
στην επιθεώρηση «PLOS
One». Το DNA είναι
γνωστό ως το προσχέδιο
για τη ζωή και
κωδικοποιεί γενετικές
πληροφορίες όπως τα
δεδομένα μπορούν να
κωδικοποιηθούν σε
συσκευές αποθήκευσης που
βασίζονται σε
ηλεκτρονικές συσκευές.
Συσκευές που βασίζονται
σε DNA έχουν
χρησιμοποιηθεί στο
παρελθόν για την
κωδικοποίηση δεδομένων
σε μικρή κλίμακα, αλλά
αυτό το πρωτότυπο τσιπ
χρησιμοποιεί DNA και για
την επεξεργασία
δεδομένων
«Το DNA είναι εξαιρετικό
στην αποθήκευση
πληροφοριών, στην
πραγματικότητα, είναι
πολύ καλύτερο από τους
ηλεκτρονικούς τρόπους
λειτουργίας της μνήμης,
επειδή είναι περίπου 3
έως 6 τάξεις μεγέθους
πιο συμπαγές από το
μεγαλύτερο μέρος του
υλικού μνήμης που
έχουμε· είναι επίσης
πολύ πιο αξιόπιστο και
ανθεκτικό» αναφέρει ο
Άμλαν Γκάνγκιουλι
επικεφαλής του Τμήματος
Μηχανικών Υπολογιστών
στο Ινστιτούτο
Τεχνολογίας του
Ρότσεστερ και εκ των
επικεφαλής της
ερευνητικής ομάδας.
ADVERTISING
Το DNA έχει προταθεί εδώ
και καιρό ως πιο
αποτελεσματικός τρόπος
αποθήκευσης δεδομένων
από τις συμβατικές
μεθόδους, όπως οι
σκληροί δίσκοι και οι
μονάδες SSD. Εταιρείες
όπως η Microsoft έχουν
επίσης προσδιορίσει το
DNA ως έναν υποψήφιο για
αποθήκευση και
διαχείριση ποσοτήτων
δεδομένων που
εκτινάσσονται στα ύψη.
Οι ερευνητές έχουν
κατασκευάσει στο
παρελθόν συσκευές
αποθήκευσης με βάση το
DNA.
Ωστόσο, οι ταχύτητες
μεταφοράς δεδομένων σε
πλατφόρμες αποθήκευσης
που βασίζονται σε DNA
είναι πολύ πιο αργές από
τις συμβατικές συσκευές
αποθήκευσης και έχουν
επίσης μεγαλύτερο
κόστος. Όμως η
επεξεργασία δεδομένων σε
συσκευές κατασκευασμένες
από DNA δεν έχει
διερευνηθεί.
Η μέθοδος
Στη μελέτη οι ερευνητές
προσπάθησαν να βρουν
τρόπους για να
χειριστούν το DNA σε
μοριακό επίπεδο για να
αντικατοπτρίσουν πολλές
από τις λειτουργίες που
μοιράζεται το DNA με
τους υπολογιστές, όπως η
αλληλουχία (ανάγνωση
δεδομένων) και η σύνθεση
(εγγραφή δεδομένων).
Τα κωδικοποιημένα
δεδομένα στο DNA με κοπή
τμημάτων της μοριακής
αλυσίδας σε διάφορα
σημεία για να
αναπαραστήσουν τα 1 και
0 του δυαδικού
συστήματος
αντιπροσώπευαν
διαφορετικούς
υπολογισμούς
χρησιμοποιώντας ένα
δίκτυο μικρορευστωδών
καναλιών. Αυτό μεταφέρει
υγρά γύρω από ένα
ολοκληρωμένο κύκλωμα για
να εκτελέσει λειτουργίες
ως χημικές αντιδράσεις.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν
ότι μπορούσαν να
αποθηκεύσουν και να
επεξεργαστούν δεδομένα
στο ίδιο τσιπ και να
εκτελέσουν βασικούς
υπολογισμούς που μπορεί
μια μέρα να βοηθήσουν
στην εκπαίδευση μοντέλων
τεχνητής νοημοσύνης.
Η επεξεργασία δεδομένων
με βάση το DNA προσφέρει
πολλά οφέλη. Σε αντίθεση
με τους συμβατικούς
υπολογιστές, τα στοιχεία
αποθήκευσης και
υπολογισμού χειρίζονται
από το ίδιο στοιχείο και
όχι από ξεχωριστά, αν
και αυτό δεν είναι ένα
όφελος που απομονώνεται
στην αποθήκευση DNA.
Αυτό σημαίνει ότι επειδή
το DNA μπορεί να
αποθηκεύσει έως και
1.000 φορές περισσότερα
δεδομένα ανά μονάδα
όγκου από ότι οι μονάδες
SSD η επεξεργασία αυτών
των δεδομένων γίνεται
πιο αποτελεσματική. Η
επεξεργασία του DNA
μπορεί επίσης να
προσφέρει «άνευ
προηγουμένου
παραλληλισμό»
πραγματοποιώντας
δισεκατομμύρια εργασίες
ταυτόχρονα έγραψαν οι
ερευνητές στην εργασία
τους.
Αυτή η νέα συσκευή είναι
μια απόδειξη της αρχικής
ιδέας και οι επιστήμονες
ελπίζουν ότι με την
κλιμάκωση της συσκευής
μπορεί μια μέρα να
χρησιμοποιηθεί για την
εκπαίδευση συστημάτων
AI. «Αυτή είναι η γέφυρα
από την αποθήκευση στον
υπολογισμό και τη χρήση
του DNA ως μέσου για τον
υπολογισμό» υποστηρίζει
ο Γκάνγκιουλι
προσθέτοντας ότι ένας
υπολογιστής
κατασκευασμένος από ένα
υπόστρωμα DNA θα
μπορούσε να είναι πολύ
πιο περιβαλλοντικά
βιώσιμος από τα
παραδοσιακά ηλεκτρονικά. |