211service.com
Computergebruik met lasers kan genomics en AI stimuleren
Naarmate de kosten van het sequencen van iemands genoom kelderen, groeit de vraag naar de rekenkracht die nodig is om de genetische informatie te begrijpen. Nicholas New hoopt dat een deel ervan zal worden bewerkt door een processor die gegevens ontleedt met behulp van laserlicht, gebouwd door zijn Britse startup, optalysys .
New zegt dat de exotische benadering van zijn bedrijf bij het verwerken van gegevens een conventionele computer drastisch kan upgraden door een aantal van de meest veeleisende werkzaamheden over te nemen in toepassingen zoals genomica en het simuleren van het weer. Het gromwerk kan worden gedaan door de optica, zegt hij.
Onderzoekers hebben tientallen jaren gewerkt aan het idee om optica in plaats van elektronica te gebruiken om gegevens te verwerken, met weinig commerciële tractie. Maar New stelt dat het nu nodig is omdat fabrikanten zoals Intel toegeven dat ze conventionele chips niet kunnen blijven verbeteren in het tempo dat ze gewend waren (zie Moore's Law Is Dead. Wat nu? ).
Het manipuleren van laserstralen die zijn gecodeerd met gegevens biedt een kortere weg naar bepaalde lastige computerbewerkingen.
De technologie van Optalysys voert een wiskundige functie uit, de Fourier-transformatie genaamd, door gegevens, bijvoorbeeld een genoomsequentie, te coderen in een laserstraal. De gegevens kunnen worden gemanipuleerd door lichtgolven in de bundel met elkaar te laten interfereren, de berekening uit te voeren door gebruik te maken van de fysica van licht en een patroon te genereren dat het resultaat codeert. Het patroon wordt gelezen door een camerasensor en teruggevoerd naar de elektronische circuits van een conventionele computer. De optische benadering is sneller omdat het in één enkele stap bereikt wat veel handelingen van een elektronische computer zouden vergen, zegt New.
De technologie is mogelijk gemaakt door de consumentenelektronica-industrie, waardoor de kosten van componenten die ruimtelijke lichtmodulatoren worden genoemd, die worden gebruikt om het licht in projectoren te regelen, omlaag zijn gegaan. Het bedrijf is van plan om volgend jaar zijn eerste product uit te brengen, gericht op krachtige computers die worden gebruikt voor het verwerken van genomische gegevens. Het zal de vorm aannemen van een PCI Express-kaart, een standaardonderdeel dat wordt gebruikt om pc's of servers te upgraden die gewoonlijk worden gebruikt voor grafische processors. Optalysys werkt ook aan een onderzoeksproject van het Pentagon dat onderzoek doet naar technologieën die supercomputers kunnen verkleinen tot desktopformaat, en a Europees project over het verbeteren van weersimulaties.
Franse startup Licht aan , eerder dit jaar opgericht, heeft ook een systeem gebouwd dat optische trucs gebruikt om gegevens te verwerken die door laserlicht worden gedragen. Het bedrijf mikt op een truc die wordt gebruikt in machine learning, waarbij informatie wordt gecomprimeerd door deze te vermenigvuldigen met willekeurige gegevens.
Die techniek is handig, maar lastig voor conventionele computers die met grote datasets werken, zegt Laurent Daudet, chief technology officer van LightOn en hoogleraar natuurkunde aan de Université Paris Diderot. Zijn systeem krijgt hetzelfde effect gemakkelijker door gebruik te maken van de willekeurige verstrooiing die van nature optreedt wanneer licht door doorschijnend materiaal gaat.
Computers zijn hier echt slecht in, [maar] je kunt de natuur gebruiken om het te doen, zegt Daudet. Hij en de twee andere oprichters van LightOn gepubliceerde resultaten vorig jaar laten zien hoe dat werkt. Het bedrijf werkt eraan om te laten zien dat zijn systeem ook andere bewerkingen kan uitvoeren, en wil een nieuw prototype online zetten als een cloudservice waarmee anderen kunnen experimenteren, zegt Daudet.
De timing is goed voor deze startups. Erkenning dat bestaande chipontwerpen niet langer zullen verbeteren in het exponentiële tempo dat ze gewend waren, maakt de industrie meer open voor nieuwe ideeën, zegt Horst Simon , adjunct-directeur van het Lawrence Berkeley National Laboratory. Omdat conventionele chips niet meer sneller worden, zien alternatieve routes er aantrekkelijker uit, zegt Simon.
Die alternatieve routes omvatten kwantumcomputers en chipontwerpen die gespecialiseerd zijn voor AI, evenals optische computersystemen. Simon betwijfelt of optische technologie alle soorten computers zal overnemen, maar zegt dat het eindelijk een praktische plaats kan vinden. Er kunnen niche-applicaties zijn waar de prestaties zinvol zijn, zegt hij.