L’incorporazione del DNA sintetico nell’elettronica sta cambiando la metodologia del calcolo neuromorfico e rappresenta il nuovo modo di affrontare i crescenti costi energetici associati all’attuale intelligenza artificiale. L’integrazione di sequenze di DNA ingegnerizzate a livello molecolare con materiali semiconduttori di perovskite quasi 2D consente ai ricercatori di creare “memristori” o resistori di memoria, basati sulla capacità del cervello di creare nuovi ricordi attraverso la plasticità sinaptica. Il DNA offre una densità di dati molto elevata pari a 215 petabyte di informazioni archiviate per grammo; quindi i dispositivi costruiti utilizzando l’ibridazione del DNA e sintetizzati utilizzando una tensione ultrabassa, inferiore a 0,1 volt, hanno sia capacità di elaborazione che memoria sullo stesso dispositivo. Utilizzando sia il processo che la memoria sullo stesso dispositivo si ottiene una riduzione sostanziale (cioè di 100 volte) del consumo di energia, creando un modello forte e scalabile per i supercomputer advert alta capacità ed efficienza energetica di prossima generazione.
Il DNA alla base della prossima generazione di supercomputer
L’informatica commonplace si sta avvicinando a un “limite termodinamico” e il DNA sintetico sarà una risposta a questo come nanomateriale programmabile. Secondo una rivista pubblicata sulla Wiley On-line Library, quando gli ioni d’argento vengono drogati con DNA sintetico e in combinazione con perovskite, il DNA sintetico risultante (cioè DNA) crea un percorso conduttivo stabile per l’immagazzinamento advert alta densità. Questi dispositivi sono memristor, che possono conservare la memoria (dati) proprio come fanno i neuroni nei sistemi biologici, senza bisogno di alimentazione continua.
Perché il DNA è la chiave per l’informatica sostenibile
Con la continua espansione dell’intelligenza artificiale, l’energia necessaria per spostare i dati sui chip commonplace diventerà eccessiva. Gli studi finanziati dalla Nationwide Science Basis (NSF) stanno dimostrando che i sistemi biologici hanno un vantaggio rispetto alle architetture di chip contemporanee quando si tratta di elaborazione parallela. L’elaborazione con elaborazione potenziata dal DNA (ovvero laptop basati sul DNA) consentirà l’elaborazione di enter multipli con il 90% in meno di consumo energetico rispetto alla memoria non unstable convenzionale.
Il vantaggio della densità massiccia del DNA
Uno dei maggiori vantaggi del DNA è la sua efficienza spaziale. Come citato negli studi NIH, il DNA ha il potenziale per immagazzinare dati advert una densità che è diversi milioni di volte maggiore del silicio. Ciò avrà enormi implicazioni per i futuri supercomputer poiché l’ingombro fisico dei knowledge heart diminuisce mentre, allo stesso tempo, aumenta l’affidabilità dell’archiviazione lunga (a freddo) dei dati attraverso la stabilità chimica dei filamenti di DNA sintetico.
Bioelettronica costruita per resistere a temperature estreme di 121 gradi Celsius
La bioelettronica deve affrontare limiti prestazionali dovuti alla fragilità; tuttavia, la ricerca ha recentemente annunciato che un composto di DNA sintetico e perovskiti potrebbe resistere a temperature estreme di 121 gradi Celsius (250 gradi Fahrenheit) e quindi consentire la progettazione di componenti elettronici alimentati dal DNA in grado di resistere alle richieste termiche dei supercomputer advert alte prestazioni, consentendo così il loro potenziale di fornire un’alternativa all’attuale industria dei semiconduttori.
