Telset.id – Vaire Computing, sebuah startup yang digagas oleh Hannah Earley, tengah mengembangkan chip dengan pendekatan komputasi reversibel yang mampu mendaur ulang energi yang biasanya terbuang sebagai panas. Inovasi ini berpotensi meningkatkan efisiensi energi secara signifikan pada pusat data, laptop, dan ponsel di masa depan.
Earley, yang menjabat sebagai cofounder dan chief technology officer Vaire Computing, meyakini bahwa panas yang dihasilkan selama proses komputasi bukanlah biaya yang tak terhindarkan. Sebaliknya, hal tersebut adalah pilihan desain yang bisa diatasi dengan pendekatan baru pada arsitektur chip.
Chip komputer konvensional bekerja dengan menghapus informasi yang tidak lagi diperlukan selama proses perhitungan. Proses penghapusan ini melepaskan energi dalam bentuk panas. Earley menganalogikan pendekatan ini seperti melaju kencang melewati kota namun harus mengerem di setiap persimpangan. Mobil kehilangan momentum dan harus membakar lebih banyak bahan bakar untuk berakselerasi kembali.
Komputasi reversibel bertujuan menjaga momentum tersebut. Alih-alih menghapus informasi dari langkah-langkah perantara dalam sebuah perhitungan, sirkuit justru menyimpannya. Dengan demikian, komputasi dapat dijalankan mundur dan sebagian energinya dapat dipulihkan kembali.
Konsep komputasi reversibel sebenarnya telah diusulkan lebih dari 50 tahun lalu. Namun, implementasinya dinilai tidak praktis dengan transistor dan sirkuit yang ada saat itu. Earley kemudian merancang ulang perangkat keras yang dibutuhkan agar pemulihan energi dapat bekerja.
Ia mendesain sebuah resonator berjenis baru yang sedang dalam proses paten. Resonator adalah komponen chip berukuran mikroskopis yang berfungsi menyimpan energi yang dipulihkan untuk digunakan kembali. “Ini benar-benar seperti pendulum yang dimuliakan,” ujar Earley menggambarkan cara kerja komponen tersebut.
Pada tahun lalu, Vaire mengumumkan terobosan penting. Mereka berhasil menciptakan chip dengan resonator yang memulihkan energi lebih banyak daripada yang hilang, bahkan setelah memperhitungkan energi yang dibutuhkan untuk menyalakan komponen itu sendiri. Bagi subbidang yang selama ini sebagian besar eksis dalam teori, hasil ini menjadi bukti nyata pertama.
“Ia jelas memiliki sesuatu yang menarik,” kata Igor Markov, peneliti otomasi desain elektronik dan mantan profesor di University of Michigan, Ann Arbor. Meski demikian, ia mengingatkan bahwa teknologi ini masih sangat awal. Perusahaan akan membutuhkan “serangkaian demonstrasi yang semakin realistis dan meyakinkan untuk menarik dukungan industri yang diperlukan untuk komersialisasi.”
Perjalanan Earley menuju desain chip dimulai lebih awal dari kebanyakan orang. Ia mulai memprogram sekitar usia sembilan tahun, dimulai dengan coding tingkat tinggi untuk web sebelum mendalami bahasa pemrograman lain seperti Perl dan Java. Ia terus berkembang ke lapisan komputasi yang semakin abstrak hingga akhirnya sampai ke level transistor.
Earley kemudian menempuh program PhD di University of Cambridge di bawah bimbingan ahli biologi komputasional Gos Micklem. Awalnya, ia mempelajari bagaimana material seperti DNA dapat digunakan untuk melakukan perhitungan. Namun, beberapa bulan kemudian, Micklem mengirimkan tesis PhD tahun 1999 karya Michael Frank, seorang pionir dalam komputasi reversibel.
Earley membacanya sekali, merasa skeptis, membacanya lagi, dan merenungkannya selama beberapa minggu. Ia perlahan-lahan menjadi yakin bahwa hubungan antara informasi, energi, dan panas dapat mengubah komputer secara fundamental.
Ketertarikan tersebut sepenuhnya mengarahkan ulang pekerjaan PhD-nya. Earley mempelajari batas fisik komputasi dan membangun perangkat lunak yang dapat mengubah program biasa menjadi program reversibel. Micklem bahkan menolak untuk mencantumkan namanya di makalah-makalah Earley karena merasa tidak mampu menjelaskan karya tersebut dengan baik. “Itu murni karyanya,” kenang Micklem.
Setelah menyelesaikan gelarnya pada 2021, Earley bertemu Rodolfo Rosini, seorang teknolog sekaligus investor. Keduanya mendirikan Vaire pada tahun yang sama. Sejak saat itu, perusahaan telah mengumpulkan dana lebih dari 12 juta dolar AS, mempekerjakan Frank sebagai ilmuwan senior, dan mulai mewujudkan visi komputasi reversibel menjadi perangkat keras nyata.
Perjalanan inovasi tidak terjadi dalam semalam. Pada musim dingin 2022 di Grinnell, Iowa, Earley menghabiskan waktu berminggu-minggu di apartemen basement pasangannya. Saat suhu di luar mencapai sekitar -40 derajat Fahrenheit, ia terus menuliskan skema di papan tulis berulang kali untuk merancang inti sirkuit yang dibutuhkan agar logika reversibel dapat bekerja.
Saat desain akhirnya terbentuk setelah keduanya pindah ke Las Vegas untuk menghindari hawa dingin, momen tersebut terasa kurang seperti pencerahan besar dan lebih seperti gelombang kelegaan bertahap. “Saya tidak sepenuhnya di luar kemampuan saya,” kenangnya.
Tantangan berikutnya bagi Earley dan rekan-rekannya adalah membuat chip yang sangat berbeda ini cocok dengan perangkat dan sistem manufaktur yang sudah ada. Ia percaya masa depan tidak terletak pada penyempurnaan chip yang ada, melainkan membangunnya kembali dari awal dengan mempertimbangkan reversibilitas.
“Saya ingin menangani setiap bagian dari cara komputer dibangun,” kata Earley, “dan memikirkannya ulang dalam kerangka ini.”
Pengembangan komputasi reversibel oleh Vaire Computing ini menarik perhatian karena menyentuh isu fundamental industri semikonduktor. Data center di seluruh dunia mengonsumsi listrik dalam jumlah besar, dan sebagian besar energi tersebut berubah menjadi panas yang justru harus didinginkan dengan biaya tambahan. Jika teknologi ini berhasil dikomersialkan, dampaknya terhadap efisiensi energi global bisa sangat besar.
Namun, jalan menuju komersialisasi masih panjang. Para ahli menekankan perlunya demonstrasi berkelanjutan yang semakin realistis. Dukungan industri dan investasi jangka panjang akan menjadi faktor penentu apakah teknologi ini dapat meninggalkan laboratorium dan masuk ke pasar.
Kehadiran Michael Frank sebagai ilmuwan senior di Vaire menambah kredibilitas teknis perusahaan. Sebagai pionir konsep komputasi reversibel yang tesisnya menjadi pintu masuk Earley ke bidang ini, Frank membawa kedalaman pengetahuan teoretis yang langka.
Tim Vaire Computing juga menunjukkan komitmen pada pendekatan menyeluruh. Earley tidak hanya fokus pada satu komponen, tetapi ingin merombak seluruh cara komputer dibangun. Visi ini mencakup setiap lapisan, mulai dari sirkuit dasar hingga sistem yang lebih kompleks.
Jika berhasil, teknologi ini dapat menjadi fondasi bagi generasi baru perangkat komputasi yang jauh lebih hemat energi. Laptop dan ponsel dengan daya tahan baterai lebih lama, serta data center dengan biaya operasional lebih rendah, adalah beberapa manfaat yang mungkin terwujud.
Bagi pengguna teknologi pada umumnya, perkembangan ini berarti perangkat masa depan mereka bisa lebih efisien dalam menggunakan energi. Sementara bagi industri, ini adalah peluang untuk menjawab tantangan keberlanjutan yang semakin mendesak seiring pertumbuhan kebutuhan komputasi global.
Vaire Computing kini berada di titik yang menentukan. Terobosan resonator yang memulihkan energi lebih banyak daripada yang hilang adalah langkah awal yang menjanjikan. Namun, perjalanan dari prototipe laboratorium menuju produk komersial membutuhkan waktu, pendanaan, dan dukungan ekosistem yang lebih luas.
Komputasi reversibel mungkin masih terdengar asing bagi kebanyakan orang. Namun, jika Vaire Computing berhasil mewujudkan visinya, konsep yang berusia setengah abad ini bisa menjadi salah satu inovasi paling berpengaruh dalam sejarah industri chip.
Komentar
Belum ada komentar.