Ο Michael Frank εργάζεται σε έναν τεχνολογικό κλάδο που μοιάζει με επιστημονική φαντασία για περισσότερες από τρεις δεκαετίες. Μια επιστήμη που φαινομενικά επιδιώκει κάτι αδύνατο: να ανακτά ενέργεια με την χρήση του επεξεργαστή!
Παραδοσιακά, τα chips κάνουν ακριβώς το αντίθετο. Καταναλώνουν ενέργεια και, μάλιστα, όσο προοδεύει η τεχνολογία, τόσο μεγαλύτερη γίνεται αυτή η κατανάλωση. Παρόλα αυτά, ο Frank έχει αφιερωθεί στην ανάπτυξη των λεγόμενων «αναστρέψιμων υπολογιστών». Όπως εξηγείται στο IEEE Spectrum, το περασμένο καλοκαίρι ο Frank άφησε τη δουλειά του ως επιστημονικός μηχανικός στα Sandia National Laboratories για να συμμετάσχει σε μια πολύ ιδιαίτερη startup που ονομάζεται Vaire Computing. Εκεί σκοπεύει να κάνει πραγματικότητα αυτό που έχει ήδη προβλέψει στις μελέτες του: σύμφωνα με την έρευνα του, ο αναστρέψιμος υπολογιστής θα μπορούσε να επιτρέψει ενεργειακή απόδοση 4.000 φορές υψηλότερη από εκείνη των εναλλακτικών επιλογών.
Στη Vaire Computing ο Frank και η ομάδα του εργάζονται πάνω σε ένα πρωτότυπο chip που θα κατασκευαστεί το πρώτο τρίμηνο του 2025 και που προς το παρόν δεν φαίνεται και πολύ φιλόδοξο. Ακόμα κι έτσι, αναμένεται ότι για πρώτη φορά ένα chip θα είναι σε θέση να ανακτά ενέργεια όταν χρησιμοποιείται σε ένα αριθμητικό κύκλωμα. Στη συνέχεια, έωςτο 2027 ευελπιστούν να έχουν έναν υπερ-αποδοτικό επεξεργαστή σχεδιασμένο για εξαγωγή συμπερασμάτων Τεχνητής Νοημοσύνης. Η προηγμένη έκδοση αυτού του chip, αυτή που θεωρητικά θα είναι 4.000 φορές πιο αποδοτική από τα σημερινά, θα χρειαστεί 10 ή 15 χρόνια για να υλοποιηθεί, προειδοποιούν οι εμπνευστές της.
Το 1961, ο Rolf Landauer, μηχανικός της IBM, ανακάλυψε ότι η διαγραφή μιας πληροφορίας σε έναν υπολογιστή έχει κάποιο ενεργειακό κόστος και παράγει θερμότητα. Γι' αυτόν υπήρχε μια λύση: προσπάθησε να υπολογίζει εργασίες χωρίς να διαγράφει πληροφορίες. Ο Landauer ξεκαθάρισε ότι αυτό φαινόταν ανέφικτο, επειδή η αποθήκευση όλων των πληροφοριών θα κατέληγε να γεμίζει τη μνήμη με περιττά δεδομένα.
Περισσότερο από μια δεκαετία αργότερα ο Charles H. Bennett, φυσικός και θεωρητικός της πληροφορικής στην IBM, ανακάλυψε μια λύση. Αντί να αποθηκεύετε τα ενδιάμεσα αποτελέσματα στη μνήμη, θα μπορούσατε να αντιστρέψετε την υπολογιστική διαδικασία, να την «αποεπεξεργαστείτε» και να αποθηκεύσετε μόνο τις τελικές εισόδους και εξόδους.
Η ιδέα πήρε σάρκα και οστά σε ακαδημαϊκά περιβάλλοντα, και στη δεκαετία του '90 ο Frank κατέληξε να είναι ένας από εκείνους που εντρύφησαν στις υποσχέσεις της. Το πρόβλημα είναι ότι κατά την ανάπτυξη αυτής της ιδέας διαπίστωσαν ότι παρόλο που η ενέργεια ανακτάται στο κύκλωμα, χάνεται στο εξωτερικό τροφοδοτικό.
Η Vaire Computing ιδρύθηκε από την ερευνήτρια Hannah Earley και τον επιχειρηματία Rodlfo Rosini. Η Earley δήλωσε στο TechCrunch πως:
Σχεδόν το 100% της ενέργειας που χρησιμοποιείται από ένα chip καταλήγει να διαχέεται ως θερμότητα, οπότε ουσιαστικά τη σπαταλάμε. Αλλά σε ένα αναστρέψιμο chip δεν χάνετε ποτέ ενέργεια. Δεν αφήνετε την ενέργεια να μετατραπεί σε θερμότητα και την ανακυκλώνετε εσωτερικά.
Στη Varie κατάφεραν όπως φαίνεται να προτείνουν μια λύση με παραδοσιακά τρανζίστορ CMOS. Για το σκοπό αυτό κάνουν χρήση του λεγόμενου «αντηχείου», ενός συστήματος που καταφέρνει να ανακτήσει την ενέργεια αλλάζοντας ένα bit από 0 σε 1, ώστε να μην τη μετατρέψει σε θερμότητα και να αποθηκεύσει το μεγαλύτερο μέρος της στο ίδιο το τρανζίστορ. Η ιδέα αυτή έχει ήδη εξεταστεί στο παρελθόν, αλλά στη Vaire φαίνεται ότι κατάφεραν να ενσωματώσουν αυτό το αντηχείο στο chip.
Θα ξεκινήσουν με ένα μη απαιτητικό chip και στη συνέχεια θα δουλέψουν πάνω σε αυτά τα chips για την εξαγωγή συμπερασμάτων Τεχνητής Νοημοσύνης, τα οποία θεωρητικά θα είναι αυτά που θα δείξουν πραγματικά πόσο μακριά μπορείς να φτάσεις με τους αναστρέψιμου υπολογιστές. Αν μη τι άλλο, η πρόταση είναι άκρως ενδιαφέρουσα και θα περιμένουμε να δούμε πως θα εξελιχθούν οι προσπάθειες τους.
[via]
