Chips skal analysere DNA med lyspartikler

Illustration: Optalysys

Den hastige udvikling af processorkapaciteten, som er foregået i løbet af flere årtier, er ved at flade gevaldigt ud, og selv chipproducenternes brancheorganisation, Semiconductor Industry Association, har ændret slogan fra 'More Moore' til 'More than Moore'.

Derfor arbejdes der intensivt med på at udvikle nye chipteknologier, der kan sætte turbo på processorkraften i de chips, der blandt andet bruges til dybe neurale netværk til kunstig intelligens og machine learning.

En af de mulige teknologier er optiske computere, hvor elektricitet erstattes med laserlys. I modsætning til traditionelle computere, hvor elektroner bevæger sig gennem en siliciumkrystal, fungerer optiske computere ved hjælp af lyspartikler, der strømmer gennem fotoniske krystaller.

Det betyder, at overførslen af data sker meget hurtigt og næsten uden energitab. Det kan være en måde at løse kapacitetsproblemet på.

Nu er den engelske startup Optalysys klar til at sælge en chip, hvor laserstråler udfører matematiske funktioner. Ved at kode data til lysstråler kan beregningen udføres i et forsøg, og ikke over en række etaper, som man gør med konventionelle chips.

Resultater af lysberegningen bliver efterfølgende sendt tilbage til konventionelle chips.

Nick New, administrerende direktør i Optalysys siger til MIT Technology Review, at teknologien er velegnet til at identificere ligheder i data. Derfor skal de første betatest foretages af biologer og genetikere fra Earlham Institute og University of Manchester i England og Oregon State University i USA i forbindelse med deres DNA-forskning

Optalysys har udviklet software til sin chip-hardware der kan erstatte et værktøj som biologer i dag bruger til at finde korte DNA-strenge i store fuldstændige sæt af gener. En proces som Nick New fra Optalysys sammenligner med at lede efter en nål i en høstak.

Ifølge Optalysys kan beregningerne udføres op til ti gange hurtigere end med en konventionel Nvidia P6000 grafikkort, som i dag især bruges til supercomputere med behov for ekstrem hurtig regnekraft.

Jagter energieffektivitet

Det er ikke kun Optalysys der arbejder med optisk computing.

Et forskerhold fra universiteterne ved Oxford og Exeter i Storbritannien og Münster i Tyskland har udviklet såkaldte 'fotoniske' kredse, der bruger lys i stedet for elektricitet, og som efterligner den måde, hjernens synapser fungerer på.

En synapse er kontaktfladen mellem to nerveceller i hjernen.

»Udviklingen af ​​computere, der fungerer mere som den menneskelige hjerne, har været 'den hellige gral' i årtier. Via et netværk af neuroner og synapser kan hjernen samtidig behandle og lagre store mængder information ved et energiforbrug på kun 10 til 30 watt. Konventionelle computere kommer ikke i nærheden af denne ydeevne,« udtaler professor Harish Bhaskaran fra Oxford University, som har ledet holdet, til Phys.org.

Ifølge Optalysys bruger de 25 procent mindre energi end de konventionelle elektriske løsninger.

Læs også: Gennembrud: Forskere laver hjernechip baseret på lys