ABD’deki bilim insanları, atık ısıyı kullanarak elektronik bir cihazda matematiksel işlemler gerçekleştirebilen ve enerji verimli termal algılama ve sinyal işlemeyi dönüştürebilecek küçük bir silikon çip geliştirdi.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nün (MIT) Askeri Nanoteknolojiler Enstitüsü’nde araştırmacı olan Dr. Giuseppe Romano ve ekibi tarafından geliştirilen cihaz, atık ısının veri işleme ortamı olduğu yeni bir analog hesaplama tekniği sunuyor.
Atık ısı çip için kullanılıyor.
Dijital bitlere veya voltaj tabanlı mantığa güvenmek yerine, giriş verilerini hassas sıcaklıklar olarak kodluyor. Bu termal girdiler daha sonra özel olarak tasarlanmış gözenekli silikon yapılardan geçiyor. Ortaya çıkan ısı dağılımı, hesaplamanın çıktısını temsil ediyor.
Araştırmacılara göre, hesaplamanın nihai sonucu, sabit bir sıcaklıkta tutulan yapının çıkışında toplanan termal enerji miktarı ile temsil ediliyor. Ekip, yapıları kullanarak %99’un üzerinde doğrulukla matris vektör çarpımını gösterdi. Matris çarpımı, büyük dil modelleri (LLM’ler) gibi makine öğrenimi modellerinin verileri işlemek ve tahminlerde bulunmak için kullandığı temel bir matematiksel tekniktir. Modern derin öğrenme modelleri için yöntemin ölçeklendirilmesi hala bir zorluk olsa da, ek enerji maliyeti olmadan elektronik cihazlardaki ısı kaynaklarını tespit etmek ve sıcaklık değişimlerini izlemek için kullanılabilir. Ayrıca, birden fazla çip üzerindeki sıcaklık sensörünün yerini de alabilir.
MIT’de fizik öğrencisi ve çalışmanın baş yazarı Caio Silva, “Çoğu zaman, elektronik bir cihazda hesaplama yaparken, ısı atık üründür. Çoğu zaman olabildiğince fazla ısıdan kurtulmak istersiniz” dedi. Ekibin tam tersi bir yaklaşım benimsediğini, ısıyı bir bilgi taşıyıcısı olarak ele aldığını ve ısı kullanarak hesaplamanın mümkün olduğunu gösterdiğini söyledi.
Proje için ekip, ısıyı belirli bir şekilde iletebilen bir malzeme tasarlamalarına olanak tanıyan yeni bir yazılım sistemi geliştirdi. Geriye doğru çalışan ters tasarım adı verilen bir teknik kullanıyor. Bilim insanları önce istenen işlevi tanımlıyor, ardından görev için en iyi geometriyi yinelemeli olarak tasarlamak için algoritmalar kullanıyor.
Ekip, sistemi kullanarak karmaşık silikon yapılar tasarladı. Her biri yaklaşık olarak bir toz parçacığı büyüklüğündedir ve sürekli değerler kullanarak verileri kodlayan ve işleyen bir analog hesaplama biçimi olan ısı iletimini kullanarak hesaplamalar yapabilir.