इलेक्ट्रॉनिक्स में सिंथेटिक डीएनए का समावेश न्यूरोमॉर्फिक कंप्यूटिंग की कार्यप्रणाली को बदल रहा है और यह वर्तमान आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस से जुड़ी बढ़ती ऊर्जा लागत को संबोधित करने का नया तरीका है। अर्ध-2डी पेरोव्स्काइट सेमीकंडक्टर सामग्री के साथ आणविक रूप से इंजीनियर डीएनए अनुक्रमों को एकीकृत करने से शोधकर्ताओं को सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी के माध्यम से नई यादें बनाने की मस्तिष्क की क्षमता के आधार पर ‘मेमरिस्टर्स’ या मेमोरी रेसिस्टर्स बनाने की अनुमति मिलती है। डीएनए प्रति ग्राम संग्रहीत 215 पेटाबाइट जानकारी पर डेटा का बहुत उच्च घनत्व प्रदान करता है; इसलिए डीएनए संकरण का उपयोग करके निर्मित और 0.1 वोल्ट से कम अल्ट्रा-लो वोल्टेज का उपयोग करके संश्लेषित उपकरणों में एक ही डिवाइस पर प्रसंस्करण क्षमता और मेमोरी दोनों होती है। एक ही डिवाइस पर प्रक्रिया और मेमोरी दोनों का उपयोग करने से ऊर्जा उपयोग में पर्याप्त (यानी, 100 गुना) कमी आती है, जिससे अगली पीढ़ी के ऊर्जा-कुशल, उच्च क्षमता वाले सुपर कंप्यूटर के लिए एक मजबूत, स्केलेबल मॉडल तैयार होता है।
डीएनए अगली पीढ़ी के सुपर कंप्यूटरों को शक्ति प्रदान कर रहा है
मानक कंप्यूटिंग एक ‘थर्मोडायनामिक सीमा’ के करीब पहुंच रही है, और सिंथेटिक डीएनए एक प्रोग्रामयोग्य नैनोमटेरियल के रूप में इसका उत्तर होगा। विली ऑनलाइन लाइब्रेरी में प्रकाशित एक जर्नल के अनुसार, जब सिल्वर आयनों को सिंथेटिक डीएनए के साथ मिलाया जाता है और पेरोव्स्काइट के साथ संयोजन में, परिणामी सिंथेटिक डीएनए (यानी डीएनए) उच्च-घनत्व भंडारण के लिए एक स्थिर प्रवाहकीय मार्ग बनाता है। ये उपकरण मेमरिस्टर हैं, जो मेमोरी (डेटा) को उसी तरह बनाए रख सकते हैं जैसे जैविक प्रणालियों में न्यूरॉन्स निरंतर शक्ति की आवश्यकता के बिना करते हैं।
डीएनए स्थायी कंप्यूटिंग की कुंजी क्यों है?
कृत्रिम बुद्धिमत्ता के निरंतर विस्तार के साथ, मानक चिप्स पर डेटा स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा बहुत अधिक हो जाएगी। नेशनल साइंस फाउंडेशन (एनएसएफ) द्वारा वित्त पोषित अध्ययन यह प्रदर्शित कर रहे हैं कि जब समानांतर प्रसंस्करण की बात आती है तो जैविक प्रणालियों को समकालीन चिप आर्किटेक्चर पर फायदा होता है। डीएनए-एन्हांस्ड प्रोसेसिंग (यानी डीएनए-आधारित कंप्यूटर) के साथ कंप्यूटिंग पारंपरिक गैर-वाष्पशील मेमोरी की तुलना में 90 प्रतिशत कम ऊर्जा ओवरहेड के साथ मल्टीपल इनपुट प्रोसेसिंग को सक्षम करेगी।
डीएनए का व्यापक घनत्व लाभ
डीएनए का सबसे बड़ा लाभ इसकी स्थानिक दक्षता है। जैसा कि एनआईएच अध्ययनों में उद्धृत किया गया है, डीएनए में सिलिकॉन से कई मिलियन गुना अधिक घनत्व पर डेटा संग्रहीत करने की क्षमता है। इसका भविष्य के सुपर कंप्यूटरों पर जबरदस्त प्रभाव पड़ेगा क्योंकि डेटा केंद्रों के भौतिक पदचिह्न कम हो जाते हैं, साथ ही, सिंथेटिक डीएनए स्ट्रैंड्स की रासायनिक स्थिरता के माध्यम से लंबे (ठंडे) डेटा भंडारण की विश्वसनीयता बढ़ जाती है।
बायोइलेक्ट्रॉनिक्स को 121 डिग्री सेल्सियस के चरम तापमान को झेलने के लिए बनाया गया है
नाजुकता के कारण बायोइलेक्ट्रॉनिक्स को प्रदर्शन सीमाओं का सामना करना पड़ता है; हालाँकि, अनुसंधान ने हाल ही में घोषणा की है कि सिंथेटिक डीएनए और पेरोव्स्काइट का एक संयोजन 121 डिग्री सेल्सियस (250 डिग्री फ़ारेनहाइट) के अत्यधिक तापमान को सहन कर सकता है और इसलिए डीएनए-संचालित इलेक्ट्रॉनिक्स के डिज़ाइन को सक्षम करता है जो उच्च-प्रदर्शन सुपर कंप्यूटर की थर्मल मांगों का सामना करेगा, जिससे वर्तमान सेमीकंडक्टर उद्योग के लिए एक विकल्प प्रदान करने की उनकी क्षमता को अनुमति मिलेगी।
