
科學家創建了一種新的生物計算芯片,該芯片使用DNA底物進行計算,包括人工智能(AI)培訓必不可少的數學操作和大數據處理。
研究人員在《雜誌》中描述了新的生物計算平台。PLOS一個。 DNA被稱為生命的藍圖,並編碼遺傳信息,例如數據可以編碼到基於電子的存儲設備上。
基於DNA的設備先前已用於小規模編碼數據,但是該原型芯片也使用DNA也可以處理數據。
有關的:“通用記憶”突破帶來了下一代計算機1,更接近主要速度提升
“ DNA在存儲信息方面非常出色,實際上,它比電子模式要好得多,因為它比我們擁有的大多數記憶硬件要緊湊約3到6個數量級;它也更可靠和耐用,”十羅切斯特理工學院計算機工程系負責人在一份聲明中說。
長期以來,DNA一直被認為是存儲數據的一種比傳統方法(例如硬盤驅動器和固態驅動器(SSD))的更有效方法,例如微軟還確定了DNA是存儲和管理的候選者飆升數量的數據。研究人員以前已經建立了基於DNA的存儲設備,包括用A編碼細菌的DNA分子2017年馬的視頻。
但是,根據《期刊》上發表的2018年論文,基於DNA的存儲平台上的數據傳輸速度比傳統存儲設備要慢得多3biotech。 DNA存儲的製造也要昂貴得多。
此外,不僅存儲在DNA構建的設備上的處理數據相對尚未探索。
在這項研究中,Ganguly和他的團隊研究瞭如何在分子水平上操縱DNA,以反映DNA與計算的許多功能,例如測序(閱讀數據)和合成(寫入數據)。
通過在各個點上劃分鏈來表示DNA上的數據,以表示二進制的1s和0s,並使用微流體通道網絡表示不同的計算。這將圍繞集成電路的流體傳輸,以作為化學反應的功能執行功能。
他們發現他們可以在相同的芯片上存儲和處理數據,並執行可能有一天有助於培訓人工智能(AI)模型的基本計算。
該論文說,基於DNA的數據處理可提供許多好處。與常規計算不同,存儲和計算組件由相同的組件而不是單獨的組件處理,儘管這不是與DNA存儲隔離的好處。
這意味著,由於DNA的每單位量數據最多可比SSD儲存高達1000倍,因此處理數據變得更有效。科學家在論文中寫道,DNA處理還可以通過同時進行數十億個操作來提供“前所未有的並行性”。
該新設備是概念驗證,但是科學家希望通過擴展設備有一天可以用於訓練AI系統。
Ganguly在聲明中說:“這是從存儲到計算的橋樑,並使用DNA作為進行計算的工具進行計算。”他補充說,由DNA底物製造的計算機比傳統電子產品在環境方面更可持續。