Forscher arbeiten an wasserbasierten Mikroprozessoren, die eines Tages als vielfältigere Alternative zur aktuellen Wafer-Architektur von heute eingesetzt werden könnten, mit Anwendungen, die von KI bis zur DNA-Synthese und wahrscheinlich darüber hinaus reichen.
Die fraglichen Chips befinden sich noch im Prototypenstadium, erwarten Sie also noch keine Prozessoren mit eingebauter Wasserkühlung, aber die Art und Weise, wie sie funktionieren, ist wirklich aufregend. Sie verwenden eine Technik namens Ionen, bei der verschiedene Ionenarten in Flüssigkeiten manipuliert werden, im Gegensatz zu den Standardelektronen, die heute durch unsere Halbleiter schießen.
Es ähnelt eher der Art und Weise, wie das menschliche Gehirn mit der Datenverarbeitung umgeht, und obwohl die Technik möglicherweise langsamer ist als aktuelle Halbleiterarchitekturen, glauben Wissenschaftler, dass „die Vielfalt ionischer Spezies mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften für eine reichhaltigere und vielfältigere Informationsverarbeitung genutzt werden könnte“.
Das ist nach a Post (öffnet in neuem Tab) von der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). Zusammenarbeit mit Startup DNA-Skript (öffnet in neuem Tab)veröffentlichten Forscher von SEAS kürzlich Ergebnisse, die beschreiben, wie sie ionische Dioden und Transistoren kombinierten – etwas, das noch kein Forschungsteam zuvor getan hatte –, um einen ionischen Schaltkreis zu entwickeln.
Obwohl das einfache 16 x 16-Array weit davon entfernt ist, die Leistung der 100 Milliarden Transistoren zu erreichen, die in Intels Wafern der 12.
Sie verwendeten dieses Array, um “die analoge arithmetische Multiplikation einzelner Transistoren zu einer analogen Matrixmultiplikation zu erweitern”. Ja, ich bin hier auch ziemlich verloren. Glücklicherweise erklärt SEAS-Postdoktorand Woo-Bin Jung, dass „Matrixmultiplikation die am weitesten verbreitete Berechnung in neuronalen Netzen für künstliche Intelligenz ist“. Er sagt, dass ihr “ionischer Schaltkreis die Matrixmultiplikation in Wasser auf analoge Weise durchführt, die vollständig auf elektrochemischen Maschinen basiert.”
Die Transistoren arbeiten durch Manipulation lokaler PH-Werte, wodurch die Forscher die Gewichtsmatrix der Chips ähnlich wie bei einem neuronalen Netzwerk steuern können.
Es könnte nicht nur Potenzial für Anwendungen wie z Beschleunigung der DNA-Synthese (öffnet in neuem Tab) und anderen neuronalen Netzwerkprozessen sagt Professor für Elektrotechnik und angewandte Physik am SEAS Donhee Ham: „Die elektrochemische Matrixmultiplikation in Wasser ist an sich schon reizvoll und hat das Potenzial, energieeffizient zu sein.“
Bisher, so Jung, seien nur „3 bis 4 Ionenspezies wie Wasserstoff- und Chinon-Ionen“ getestet worden, aber wenn die Forscher dazu übergehen, andere Ionenspezies zu testen, wird die Informationsverarbeitung nur reichhaltiger und vielfältiger.
Vielleicht werden wir eines Tages neuronale Netze sehen, die mit wasserbasierten ionischen Chips betrieben werden. Sie werden viel energieeffizienter sein, aber wahrscheinlich viel langsamer.