Datorer med laser kan driva upp genomik och AI

När kostnaden för att sekvensera en persons genom sjunker, ökar efterfrågan på den datorkraft som behövs för att förstå den genetiska informationen. Nicholas New hoppas att en del av det kommer att bearbetas av en processor som analyserar data med laserljus, byggd av hans brittiska startup, Optalysys .

New säger att hans företags exotiska tillvägagångssätt för att knäcka data dramatiskt kan uppgradera en konventionell dator genom att ta över en del av det mest krävande arbetet i applikationer som genomik och vädersimulering. Grymtarbetet kan göras av optiken, säger han.

Forskare har arbetat med idén att använda optik snarare än elektronik för att bearbeta data i årtionden, med lite kommersiell dragkraft. Men New hävdar att det nu behövs eftersom tillverkare som Intel medger att de inte kan fortsätta att förbättra konventionella chips i den takt de brukade (se Moores lag är död. Vad nu? ).

Att manipulera laserstrålar kodade med data ger en genväg till vissa knepiga beräkningsoperationer.

Optalysys teknologi utför en matematisk funktion som kallas Fourier-transformen genom att koda data, säg en genomsekvens, till en laserstråle. Data kan manipuleras genom att få ljusvågor i strålen att störa varandra, utföra beräkningen genom att utnyttja ljusets fysik och generera ett mönster som kodar resultatet. Mönstret läses av en kamerasensor och matas tillbaka till en konventionell dators elektroniska kretsar. Det optiska tillvägagångssättet är snabbare eftersom det i ett enda steg uppnår vad som skulle kräva många operationer av en elektronisk dator, säger New.

Tekniken möjliggjordes av att konsumentelektronikindustrin drev ner kostnaderna för komponenter som kallas rumsliga ljusmodulatorer, som används för att styra ljus inuti projektorer. Företaget planerar att släppa sin första produkt nästa år, inriktad på högpresterande datorer som används för bearbetning av genomisk data. Det kommer att ha formen av ett PCI Express-kort, en standardkomponent som används för att uppgradera datorer eller servrar som vanligtvis används för grafikprocessorer. Optalysys arbetar också med ett Pentagon-forskningsprojekt som undersöker teknologier som kan krympa superdatorer till skrivbordsstorlek, och en europeiskt projekt på att förbättra vädersimuleringar.

Fransk startup Ljuset på , som grundades tidigare i år, har också byggt ett system som använder optiska knep för att bearbeta data som bärs av laserljus. Företaget siktar på ett trick som används inom maskininlärning som komprimerar information genom att multiplicera den med slumpmässiga data.

Den tekniken är användbar, men betungande för konventionella datorer som arbetar med stora datamängder, säger Laurent Daudet, LightOns tekniska chef och professor i fysik vid Université Paris Diderot. Hans system får samma effekt lättare genom att utnyttja den slumpmässiga spridningen som naturligt uppstår när ljus passerar genom genomskinligt material.

Datorer suger verkligen på det här, [men] du kan använda naturen för att göra det istället, säger Daudet. Han och LightOns två andra grundare publicerade resultat förra året visar hur det fungerar. Företaget arbetar för att visa att deras system också kan utföra andra operationer och siktar på att lägga en ny prototyp online som en molntjänst för andra att experimentera med, säger Daudet.

Timingen är bra för dessa startups. Insikten om att befintliga chipdesigner inte längre kommer att förbättras i den exponentiella takt de brukade göra gör branschen mer öppen för nya idéer, säger Horst Simon , biträdande direktör för Lawrence Berkeley National Laboratory. Eftersom konventionella marker inte blir snabbare längre ser alternativa vägar mer attraktiva ut, säger Simon.

Dessa alternativa vägar inkluderar kvantdatorer och chipdesigner specialiserade för AI, såväl som optiska datorsystem. Simon tvivlar på att optisk teknik kommer att ta över all slags datoranvändning, men säger att det äntligen kan hitta en praktisk plats. Det kan finnas nischapplikationer där dess prestanda är vettigt, säger han.

Dölj