Biološki kompjuteri koristili bi manje energije, ali i to ima svoju cenu

Moderni kompjuteri su trijumf tehnologije. Jedan kompjuterski čip sadrži milijarde nanometarskih tranzistora koji rade ekstremno pouzdano i to brzinom od nekoliko miliona operacija u sekundi, piše za The Conversation Hajner Linke, profesor nanofizike na Univerzitetu u Lundu.

- Ova brzina i pouzdanost kao posledicu imaju značajnu potrošnju energije: dejta centri i kućni IT uređaji poput kompjutera i mobilih telefona odgovorni su za potrošnju oko 3 odsto globalne električne energije, a upotreba veštačke inteligencije (AI) samo će povećati tu potrošnju. Ali šta ako bismo mogli da redizajniramo kompjutere tako da mogu da obavljali zadatke brzo kao današnji, ali sa manjom potrošnjom energije? Priroda nam nudi neka potencijalna rešenja – naveo je on i dodao:

Preporučujemo

- Naučnik iz IBM-a Rolf Landauer bavio se pitanjem da li nam je potrebno da trošimo toliko energije na računarske zadatke još 1961. Uspostavio je Landauerovu granicu, koja kaže da jedan zadatak – primera radi, postavljanje bita da ima vrednost o ili 1 – mora da potroši 10^-21 džul energije.

Ovo je, dodaje, veoma mala količina koja ne bi izdržala milijarde zadataka koje kompjuteri izvode. Kada bismo mogli da koristimo kompjutere na tom nivou, količina struje korišćena za računanje i kontrola zagrevanja pomoću rashladnih sistema ne bi nas brinula.

- Međutim, postoji problem. Da bi se izvodile operacije blizu ove granice, one bi morale da se obavljaju neograničeno sporo. Rešenje bi moglo da bude dizajniranje kompjutera na fundamentalno drugačiji način. Razlog što su tradicionalni računari tako brzi je što operišu serijski, jedna po jedna operacija. Kada bi umesto toga koristili veoma veliki broj „kompjutera“ koji rade paralelno, svaki bi bio mnogo sporiji. Primera radi, mogao bi da se zameni procesor „zec“ koji obavlja milijarde operacija u sekundi sa milijardu procesora „kornjača“, od koji bi svakom trebala puna sekunda za obavljanje zadatka, ali bi trošili manje energije po operaciji – naveo je Linke.

Alternativni kompjuterski sistem koji je, dodao je, poznat kao bioračunar zasnovan na mreži.

- On bi koristio biološki motor od proteina, sitnih mašina koje pomažu u izvođenju mehaničkih zadataka unutar ćelija. Ovaj sistem uključuje kodiranje računarskih zadataka u nano lavirint kanala sa pažljivo dizajniranim raskrsnicama. Ova arhitektura je posebno dobra za kombinatorne probleme, sa više rešenja. Eksperimenti su potvrdili da je takvim biokompjuterima potrebno između 1.000 i 10.000 puta manje energije po zadatku nego elektronskom procesoru – napisao je Linke.

On dodaje da je samo mali broj bioloških kompjutera napravljen da bi se dokazao koncept.

(Telegraf Nauka/The Conversation)