
科学家创建了一种新的生物计算芯片,该芯片使用DNA底物进行计算,包括人工智能(AI)培训必不可少的数学操作和大数据处理。
研究人员在《杂志》中描述了新的生物计算平台。PLOS一个。 DNA被称为生命的蓝图,并编码遗传信息,例如数据可以编码到基于电子的存储设备上。
基于DNA的设备先前已用于小规模编码数据,但是该原型芯片也使用DNA也可以处理数据。
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“ DNA在存储信息方面非常出色,实际上,它比电子模式要好得多,因为它比我们拥有的大多数记忆硬件要紧凑约3到6个数量级;它也更可靠和耐用,”十罗切斯特理工学院计算机工程系负责人在一份声明中说。
长期以来,DNA一直被认为是存储数据的一种比传统方法(例如硬盘驱动器和固态驱动器(SSD))的更有效方法,例如微软还确定了DNA是存储和管理的候选者飙升数量的数据。研究人员以前已经建立了基于DNA的存储设备,包括用A编码细菌的DNA分子2017年马的视频。
但是,根据《期刊》上发表的2018年论文,基于DNA的存储平台上的数据传输速度比传统存储设备要慢得多3biotech。 DNA存储的制造也要昂贵得多。
此外,不仅存储在DNA构建的设备上的处理数据相对尚未探索。
在这项研究中,Ganguly和他的团队研究了如何在分子水平上操纵DNA,以反映DNA与计算的许多功能,例如测序(阅读数据)和合成(写入数据)。
通过在各个点上划分链来表示DNA上的数据,以表示二进制的1s和0s,并使用微流体通道网络表示不同的计算。这将围绕集成电路的流体传输,以作为化学反应的功能执行功能。
他们发现他们可以在相同的芯片上存储和处理数据,并执行可能有一天有助于培训人工智能(AI)模型的基本计算。
该论文说,基于DNA的数据处理可提供许多好处。与常规计算不同,存储和计算组件由相同的组件而不是单独的组件处理,尽管这不是与DNA存储隔离的好处。
这意味着,由于DNA的每单位量数据最多可比SSD储存高达1000倍,因此处理数据变得更有效。科学家在论文中写道,DNA处理还可以通过同时进行数十亿个操作来提供“前所未有的并行性”。
该新设备是概念验证,但是科学家希望通过扩展设备有一天可以用于训练AI系统。
Ganguly在声明中说:“这是从存储到计算的桥梁,并使用DNA作为进行计算的工具进行计算。”他补充说,由DNA底物制造的计算机比传统电子产品在环境方面更可持续。