Do t'ju tregojmë se çfarë ka të re që mund të shfaqet në qendrat e të dhënave dhe më gjerë.
/ Foto Unsplash
Transistorët e silikonit konsiderohen se po i afrohen kufijve të tyre teknologjikë. Herën e fundit që ne rreth materialeve që mund të zëvendësojnë silikonin dhe Qasje alternative ndaj projektimit të transistorëve. Sot, po diskutojmë koncepte që mund të transformojnë funksionimin e sistemeve tradicionale të informatikës: makina kuantike, çipa neuromorfikë dhe kompjuterë të bazuar në ADN.
Kompjuterët e ADN-së
Ky është një sistem që përdor fuqinë llogaritëse të molekulave të ADN-së. Fijet e ADN-së përbëhen nga katër baza azotike: citozina, adenina, guanina dhe timina. Duke i lidhur ato në një sekuencë specifike, informacioni mund të kodohet. Për të modifikuar të dhënat, përdoren enzima të specializuara, të cilat përdorin reaksione kimike për të kompletuar, prerë dhe shkurtuar fijet e ADN-së. Këto reaksione mund të kryhen njëkohësisht në pjesë të ndryshme të molekulës, duke mundësuar llogaritjen paralele.
Kompjuteri i parë i bazuar në ADN u zbulua në vitin 1994. Profesor i Biologjisë Molekulare dhe Shkencës Kompjuterike (Leonard Adleman) përdori disa tuba prove që përmbanin miliarda molekula ADN-je për të provuar të zgjidhte për një graf me shtatë kulme. Adleman i përcaktoi kulmet dhe skajet e tij si fragmente ADN-je me njëzet baza azotike, dhe më pas zbatoi metodën (PCR).
Dobësia e kompjuterit të Adleman ishte fokusi i tij i ngushtë. Ai ishte projektuar për të zgjidhur një problem dhe nuk mund të trajtonte të tjerët. Kjo ka ndryshuar që atëherë - në fund të marsit, shkencëtarët nga Universiteti Maynooth dhe Instituti i Teknologjisë i Kalifornisë një kompjuter në të cilin ngarkohen të dhënat në formën e sekuencave të ADN-së dhe mund të riprogramohen.
Sistemi është i aftë të hapë rrugën për një lloj të ri sistemesh kompjuterike, por problemi i hyrjes dhe daljes së ngadaltë të të dhënave (përpunimit) mbetet për t'u zgjidhur. mjaft e shtrenjtë dhe kërkon shumë kohë).
Pavarësisht vështirësive, ekspertët Pritet që kompjuterët me ADN, me madhësinë e kompjuterëve modernë desktopë, përfundimisht do t'i tejkalojnë superkompjuterët në performancë. Ata mund të gjejnë zbatim në qendrat e të dhënave që përpunojnë sasi të mëdha të dhënash.
Procesorë neuromorfikë
Termi "neuromorfik" tregon se arkitektura e çipit bazohet në parimet e trurit të njeriut. Këta përpunues imitojnë funksionimin e miliona neuroneve me zgjatimet e tyre, të quajtura aksone dhe dendrite. Të parat janë përgjegjëse për transmetimin e informacionit, ndërsa të dytat janë përgjegjëse për marrjen e tij. Neuronet janë të lidhura me njëra-tjetrën nga sinapset - kontakte të veçanta që transmetojnë sinjale elektrike (impulse nervore).
Ideja e krijimit të sistemeve neuromorfike u shfaq për herë të parë Por zhvillimi serioz në këtë fushë filloi pas viteve 2000. Specialistët nga IBM Research Projekti SyNAPSE, i cili synonte të zhvillonte një kompjuter me një arkitekturë jo-von Neumann. Si pjesë e këtij projekti, kompania projektoi një çip Ai imiton punën e një milion neuroneve dhe 256 milion sinapseve.
IBM nuk është e vetmja kompani që punon me procesorë neuromorfikë. Intel ka punuar me ta që nga viti 2017. Çipi Loihi. Ai përmban 130 neurone artificiale dhe 130 milionë sinapse. Një vit më parë, kompania Zhvillimi i një prototipi duke përdorur teknologjinë e procesit 14 nm.
Pajisjet neuromorfike përshpejtojnë trajnimin e rrjetit nervor. Ndryshe nga procesorët tradicionalë, këto çipa nuk kanë nevojë të qasen rregullisht në regjistra ose memorie për të dhëna. I gjithë informacioni ruhet përgjithmonë në neurone artificiale. Kjo veçori lejon që rrjetet nervore të trajnohen në nivel lokal (pa u lidhur me një pajisje ruajtjeje që përmban të dhëna testimi).
Procesorët neuromorfikë pritet të gjejnë zbatim në telefonat inteligjentë dhe pajisjet IoT. Megjithatë, zbatimi në shkallë të gjerë i teknologjisë në pajisjet e konsumatorit është ende një perspektivë e largët.
Makinat kuantike
Kubitët formojnë thelbin e kompjuterëve kuantikë. Funksionimi i tyre bazohet në parimet e fizikës kuantike: ngatërresa dhe mbivendosja. Mbivendosja lejon që një kubit të ekzistojë në të dyja gjendjet, zero dhe një, njëkohësisht. Ngatërresa është një fenomen në të cilin gjendjet e disa kubitëve janë të ndërlidhura. Kjo qasje lejon operacione që përfshijnë zero dhe një njëkohësisht.
/ Foto CC BY-NA
Si rezultat, kompjuterët kuantikë zgjidhin një numër problemesh shumë më shpejt sesa sistemet tradicionale. Shembuj ndërtimin e modeleve matematikore në fushat financiare, kimike dhe mjekësore, si dhe operacionet kriptografike.
Aktualisht, një numër relativisht i vogël kompanish po zhvillojnë informatikën kuantike. Midis tyre, IBM dallohet me kompjuter kuantik, Intel me dhe InoQ, i cili teston Gjithashtu duke punuar në këtë fushë , и .
Është shumë herët për të folur për përhapjen e gjerë të kompjuterëve kuantikë. Edhe duke lënë mënjanë koston e lartë të pajisjeve, ato kanë kufizime serioze teknologjike.
Në veçanti, makinat kuantike funksionojnë në temperatura Prandaj, pajisje të tilla instalohen vetëm në laboratorë të specializuar. Kjo është një masë e nevojshme për të mbrojtur kubitët e brishtë, të cilët janë të aftë të ruajnë mbivendosjen vetëm për disa sekonda (çdo luhatje e temperaturës çon në ).
Edhe pse në fillim të vitit IBM Një kompjuter kuantik i aftë të funksionojë jashtë një laboratori në një mjedis të kontrolluar rreptësisht - për shembull, në qendrat e të dhënave të kompanive lokale. Megjithatë, pajisja nuk është ende në dispozicion për blerje; fuqia e saj përpunuese mund të merret me qira vetëm përmes një platforme cloud. Kompania premton se kushdo do të jetë në gjendje ta blejë këtë kompjuter në të ardhmen, por se kur do të ndodhë kjo është ende e panjohur.
Materiale nga kanali ynë në Telegram:
Burimi: www.habr.com
