Elektronik çiplere alternatif sıvılı bilgisayar mimarisi geliştirildi

Yapay zeka uygulamaları ve veri merkezlerinin artan elektrik tüketimi, bilgi işlem teknolojilerinde daha düşük enerjili alternatiflere yönelik çalışmaları hızlandırıyor. Araştırmacılar, geleneksel silikon transistörler ve elektronik devreler yerine sıvı içinde hareket eden mikroskobik parçacıkların fiziksel davranışlarını kullanarak hesaplama yapabilen yeni bir bilgisayar mimarisi geliştirdi. Laboratuvar deneylerinde doğruluğu test edilen sistemin, büyük veri merkezlerine ihtiyaç duymadan düşük enerjiyle çalışan bilgi işlem uygulamalarında kullanılabileceği belirtiliyor.

HESAPLAMA SIVI İÇİNDE GERÇEKLEŞİYOR

Günümüzde bilgisayarlar, bilgiyi işlemek için saniyede milyarlarca kez açılıp kapanan elektronik anahtarlardan, yani transistörlerden yararlanıyor. Yeni sistemde ise özel bir sıvı içine yerleştirilen yüzlerce mikroskobik parçacık kullanılıyor. Sisteme veri aktarıldığında parçacıklar sıvı içinde küçük akıntılar oluşturarak birbirlerinin hareketini etkiliyor ve ortaya çıkan karmaşık fiziksel desenler bilginin işlenmesini sağlıyor. Rezervuar hesaplama olarak adlandırılan yöntemde, hesaplama sürecinin her aşamasının ayrı ayrı kodlanması yerine fiziksel sistemin girdilere verdiği doğal tepkilerden yararlanılıyor. Araştırmacılar, sistemin bütün iç dinamiklerini programlamak zorunda kalmadan, oluşan tutarlı fiziksel yanıtları ölçerek sonuç elde edebiliyor.

KAOTİK VERİLERDE YÜKSEK DOĞRULUK

Sıvı tabanlı bilgisayarın performansını ölçmek için sisteme tahmin edilmesi güç kaotik zaman serileri ile gürültülü veri kümeleri yüklendi. Hava durumu modellerinde olduğu gibi küçük değişimlerin büyük sapmalara neden olduğu senaryolarda yüksek doğruluk oranlarına ulaşan sistem, sismik kayıtlar ve iklim analizlerindeki yoğun arka plan gürültüsünü bastırarak zayıf sinyalleri ayırt edebildi. Mekanik sürtünme ve ısınmanın düşük seviyede tutulduğu fiziksel model, verilerin toplandığı noktada anlık analiz yapılmasına imkan veren yeni nesil akıllı sensörler için de bir platform oluşturuyor.

DÜŞÜK ENERJİLİ SİSTEMLERDE KULLANILABİLİR

Çalışma henüz laboratuvar ölçeğinde bir konsept gösterimi niteliği taşıyor. Bununla birlikte yapay zeka sistemlerinin ihtiyaç duyduğu işlem gücünün geleneksel çip mimarileriyle karşılanması, artan enerji maliyetleri nedeniyle yeni çözüm arayışlarını beraberinde getiriyor. Teknolojinin geliştirilerek ticarileştirilmesi halinde enerji verimliliği yüksek endüstriyel sensörlerde, veriyi kaynağında işleyen Edge AI cihazlarında ve doğal afet tahmin sistemlerinde kullanılabileceği belirtiliyor. Fiziksel sistemlerin kendi hareketleri üzerinden bilgi işleyebilmesi, silikon tabanlı işlemcilere alternatif oluşturabilecek yeni bir yaklaşım olarak değerlendiriliyor.