Ne tregojmë se çfarë mund të dalë e re në qendrat e të dhënave dhe jo vetëm.
/ фото Unsplash
Mendohet se transistorët e silikonit po i afrohen kufirit të tyre teknologjik. Herën e fundit ne flasim për materialet që mund të zëvendësojnë silikonin dhe për qasje alternative në zhvillimin e transistorëve. Sot flasim për koncepte që mund të transformojnë parimet e funksionimit të sistemeve të zakonshme të kompjuterëve: makinat kuantike, çipat neuromorfikë dhe kompjuterët të cilët përdorin ADN-në.
Kompjuterët ADN
Kjo është një sistem që përdor kapacitetet llogaritëse të molekulave të ADN-së. Fibrat e ADN-së përbëhen nga katër baze azotike: citosina, adenina, guanina dhe timina. Duke i lidhur ato në një rendije të caktuar, mund të kodoni informacione. Për të ndryshuar të dhënat përdoren enzima speciale, të cilat përmes reaksioneve kimike ndihmojnë në ndërtimin e zinxhirëve të ADN-së dhe gjithashtu i presin dhe i shkurtojnë ata. Këto reaksione mund të përsëriten në pjesë të ndryshme të molekules në të njëjtën kohë, duke lejuar kryerjen e llogaritjeve paralele.
Kompjuteri i parë i bazuar në ADN u prezantua në vitin 1994. Profesori i biologjisë molekulare dhe shkencave kompjuterike (Leonard Adleman) përdori disa provëza me miliarda molekula ADN-je për të përpjekur të zgjidhte për një grafik me shtatë majë. Majat dhe skellet e tij Adleman i emërtoi si fragmente ADN-je me njëzet baza azotike dhe më pas aplikoi metodën (PCR).
Disavantazhi i kompjuterit të Adleman ishte "ngushtësia" e tij. Ai ishte i dizajnuar për të zgjidhur një problem dhe nuk mund të kryente të tjera. Që atëherë, situata ka ndryshuar - në fund të marsit shkencëtarët nga Universiteti i Maynutt dhe Instituti Teknologjik i Kalifornisë të cilin të dhënat ngarkohen në formë sekuencash ADN-je dhe mund të riprogramohen.
Sistemi është në gjendje të hapë rrugën për një tip të ri të sistemeve llogaritëse, mbetet për të zgjidhur problematikën e ngadalësisë në hyrje dhe dalje të të dhënave (procesi është mjaft i kushtueshëm dhe zgjat një kohë të gjatë).
Megjithatë, ekspertët , që në të ardhmen kompjuterët me ADN, të madhësisë së desktopëve modernë, do ta kalojnë superkompjuterët në performancë. Ata do të gjejnë përdorim në qendrat e të dhënave që merren me përpunimin e grupeve të mëdha të të dhënave.
Procesorët neuromorfikë
Termi "neuromorfik" tregon se arkitektura e çipit bazohet në parimet e punës së trurit njerëzor. Këta procesorë simulojnë aktivitetin e miliona neuronëve me degëzim, të quajtur aksone dhe dendrite. Aksone i japin informacionin, ndërsa dendritet janë përgjegjëse për perceptimin e tij. Neuronët janë të lidhur me njëri-tjetrin me sinapse — kontakte të veçanta përmes të cilave kalojnë sinjalet elektrike (impulset nervore).
Ideja e krijimit të sistemeve neuromorfike u shfaq për herë të parë në . Por zhvillimet serioze në këtë fushë filluan pas viteve 2000. Specialistët nga IBM Research projekti SyNAPSE, me qëllim zhvillimin e një kompjuteri me një arkitekturë të ndryshme nga ajo e Von Neumann. Në kuadër të këtij projekti, kompania projektoi një çip . Ai simulohet aktivitetin e një milioni neuronëve dhe 256 milion sinapseve.
Punon për procesorët neuromorfikë jo vetëm IBM. Kompania Intel që nga viti 2017 çipi Loihi. Në përbërjen e tij ka 130 mijë neuronë artificialë dhe 130 milion sinapse. Një vit më parë kompania zhvilloi prototipin sipas procesit teknologjik 14-nm.
Dispozitat neuromorfike lejojnë të përshpejtojnë mësimin e rrjeteve neuronale. Këto çipa, ndryshe nga procesorët klasikë, nuk kanë nevojë të kthehen rregullisht te regjistrat apo memorja për të dhëna. Të gjitha informacionet ruhen vazhdimisht në neuronët artificialë. Kjo veçori do të lejojë mësimin e rrjeteve neuronale në mënyrë lokale (pa u lidhur me një depoje të të dhënave të testuara).
Pritet që procesorët neuromorfikë të gjejnë përdorim në smartphone dhe pajisje të Internetit të Gjërave. Por për momentin, nuk mund të flasim për një implementim masiv të teknologjisë në pajisjet përdoruese.
Makineritë kuantike
Baza e kompjuterëve kuantik janë kubitet. Puna e tyre bazohet në parimet e fizikës kuantike - ndërlidhjes dhe superpozitës. Superpozita lejon që kubitet të jenë në gjendjen zero dhe një herësh. Ndërlidhja është një fenomen ku gjendjet e disa kubiteve lidhen ngushtësisht. Ky qasje lejon kryerjen e operacioneve me zero dhe një herësh.
/ фото CC BY-NA
Si rezultat, kompjuterët kuantik zgjidhin një sërë problemesh shumë më shpejt se sistemet tradicionale. Disa shembuj ndërtimi i modeleve matematikore në fushat financiare, kimike dhe mjekësore, si dhe operacionet kriptografike.
Sot, zhvillimi i llogaritjeve kuantike po merret nga një numër relativisht i vogël kompanish. Ndër to mund të përmendim IBM me kuantik, Intel me dhe InoQ, e cila po teston . Po ashtu, në këtë fushë punojnë , dhe .
Për sa i përket zbatimit masiv të kompjuterëve kuantik, është ende herët të flasim. Edhe nëse nuk merret parasysh kostoja e lartë e pajisjeve, ato kanë kufizime të mëdha teknologjike.
Në veçanti, makinat kuantike punojnë në temperatura . Prandaj, këto pajisje vendosen vetëm në laboratore të specializuara. Kjo është një masë e detyrueshme për mbrojtjen e kubiteve delikate, që janë në gjendje të mbajnë superpozitën për disa sekonda (çdo ndryshim temperaturor çon në ).
Megjithatë, në fillim të vitit, IBM prezantoi një kompjuter kuantik, i cili mund të punojë jashtë laboratoreve me një mjedis të kontrolluar rreptësisht - për shembull, në qendrat lokale të të dhënave të kompanive. Por pajisjen nuk mund ta blini ende, mund vetëm ta qironi fuqitë e saj përmes platformës cloud. Kompania premton se në të ardhmen ky kompjuter do të jetë në dispozicion për çdo dëshmitar, por kur do të ndodhë kjo - nuk dihet akoma.
Materialet nga kanali ynë në Telegram:
Burimi: habr.com
