A incorporação do ADN sintético na electrónica está a mudar a metodologia da computação neuromórfica e é a nova forma de abordar os custos crescentes de energia associados à precise Inteligência Synthetic. A integração de sequências de DNA de engenharia molecular com materiais semicondutores de perovskita quase 2D permite aos pesquisadores criar ‘memristores’, ou resistores de memória, com base na capacidade do cérebro de criar novas memórias por meio da plasticidade sináptica. O DNA oferece uma densidade de dados muito alta, com 215 petabytes de informação armazenada por grama; portanto, dispositivos construídos usando hibridização de DNA e sintetizados usando voltagem ultrabaixa, inferior a 0,1 volts, têm capacidade de processamento e memória no mesmo dispositivo. O uso de processo e memória no mesmo dispositivo proporciona uma redução substancial (ou seja, 100 vezes) no uso de energia, criando um modelo forte e escalável para supercomputadores de alta capacidade e com eficiência energética de próxima geração.
DNA alimentando a próxima geração de supercomputadores
A computação padrão está se aproximando de um “limite termodinâmico” e o DNA sintético será uma resposta a isso como um nanomaterial programável. De acordo com um jornal publicado na Wiley On-line Library, quando os íons de prata são dopados com DNA sintético e em conjunto com perovskita, o DNA sintético resultante (ou seja, DNA) cria um caminho condutor estável para armazenamento de alta densidade. Esses dispositivos são memristores, que podem reter memória (dados) assim como os neurônios fazem em sistemas biológicos, sem precisar de energia contínua.
Por que o DNA é a chave para a computação sustentável
Com a expansão contínua da inteligência synthetic, a energia necessária para mover dados em chips padrão tornar-se-á demasiado grande. Estudos financiados pela Nationwide Science Basis (NSF) demonstram que os sistemas biológicos têm uma vantagem sobre as arquiteturas de chips contemporâneas quando se trata de processamento paralelo. A computação com processamento aprimorado de DNA (isto é, computadores baseados em DNA) permitirá o processamento de múltiplas entradas com 90% menos sobrecarga de energia do que a memória não volátil convencional.
A enorme vantagem de densidade do DNA
Uma das maiores vantagens do DNA é sua eficiência espacial. Conforme citado em estudos do NIH, o DNA tem potencial para armazenar dados em uma densidade vários milhões de vezes maior que a do silício. Isto terá enormes implicações para os supercomputadores do futuro, à medida que a pegada física dos centros de dados diminui e, ao mesmo tempo, a fiabilidade do armazenamento de dados prolongado (frio) aumenta através da estabilidade química das cadeias sintéticas de ADN.
Bioeletrônica construída para suportar temperaturas extremas de 121 graus Celsius
A bioeletrônica enfrenta limites de desempenho devido à fragilidade; no entanto, a investigação anunciou recentemente que um composto de ADN sintético e perovskitas poderia suportar temperaturas extremas de 121 graus Celsius (250 graus Fahrenheit) e, portanto, permitir a concepção de electrónica alimentada por ADN que suportará as exigências térmicas de supercomputadores de alto desempenho, permitindo assim que o seu potencial forneça uma alternativa à precise indústria de semicondutores.
