สตาร์ทอัพ Vaire เดินหน้าชิปรีไซเคิลพลังงาน ลดความร้อนที่สูญเปล่า

ตลอดประวัติศาสตร์ของชิปคอมพิวเตอร์ ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการประมวลผลถูกมองว่าเป็นต้นทุนที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ แต่ Hannah Earley ผู้ร่วมก่อตั้งและซีทีโอของ Vaire Computing มองต่างออกไป เธอเชื่อว่าการสูญเสียพลังงานเป็นความร้อนนั้นเป็นเรื่องของการออกแบบ และสามารถเปลี่ยนได้หากสร้างสถาปัตยกรรมชิปแบบใหม่ที่เรียกว่า reversible computing ซึ่งตั้งใจเก็บและนำพลังงานบางส่วนกลับมาใช้ซ้ำแทนที่จะทิ้งไป

แนวคิดนี้อาศัยหลักการว่าชิปแบบดั้งเดิมมัก “ลบ” ข้อมูลที่ไม่ต้องใช้แล้ว ทำให้พลังงานหายไปพร้อมความร้อน แต่ reversible computing พยายามเก็บข้อมูลระหว่างขั้นตอนการคำนวณเอาไว้ เพื่อให้สามารถย้อนกระบวนการบางส่วนกลับมาและกู้พลังงานกลับคืนได้ Earley อธิบายแนวคิดนี้คล้ายรถที่เบรกทุกแยกจนเสียโมเมนตัม หากไม่ต้องเบรกซ้ำ ๆ ก็จะใช้พลังงานน้อยลงมาก

แม้แนวคิด reversible computing จะถูกเสนอมากว่า 50 ปีแล้ว แต่ที่ผ่านมาแทบทำไม่ได้จริงด้วยทรานซิสเตอร์และวงจรทั่วไป Earley จึงเลือกออกแบบฮาร์ดแวร์ใหม่เกือบทั้งหมด โดยเฉพาะส่วนประกอบที่เรียกว่า resonator ขนาดจิ๋วสำหรับเก็บพลังงานที่กู้กลับมาไว้ใช้ภายหลัง เธอบอกว่ามันเป็นเหมือนลูกตุ้มขนาดเล็กในระดับชิป และปีที่แล้ว Vaire ก็ประกาศความก้าวหน้าสำคัญเมื่อชิปต้นแบบสามารถกู้พลังงานได้มากกว่าที่ใช้ไปกับตัว resonator เอง ซึ่งถือเป็นหลักฐานเชิงปฏิบัติครั้งสำคัญของแนวทางนี้

นักวิจัยในวงการมองว่า Vaire มีสิ่งที่น่าสนใจจริง แต่ก็ยังอยู่ในช่วงต้นมาก โดยเทคโนโลยีลักษณะนี้ต้องผ่านการสาธิตที่น่าเชื่อถือและใกล้เคียงการใช้งานจริงมากขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อดึงการสนับสนุนจากอุตสาหกรรมไปสู่การผลิตเชิงพาณิชย์ ความท้าทายจึงไม่ได้มีแค่การพิสูจน์ว่าแนวคิดใช้ได้ แต่ต้องทำให้เข้ากับกระบวนการผลิตชิปและระบบอุปกรณ์ที่มีอยู่ในปัจจุบันด้วย

เส้นทางของ Earley สู่ชิปประเภทนี้เริ่มตั้งแต่วัยเด็ก เธอเขียนโปรแกรมตั้งแต่อายุราว 9 ขวบ และค่อย ๆ ไต่ลงไปสู่ระดับที่ลึกขึ้นเรื่อย ๆ จนสนใจทรานซิสเตอร์และข้อจำกัดทางกายภาพของการคำนวณ ระหว่างทำปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ เธอได้รับเอกสารว่าด้วย reversible computing จาก Michael Frank แล้วใช้เวลาศึกษาอย่างจริงจังจนเปลี่ยนทิศทางงานวิจัยทั้งหมด ไปสู่การทำซอฟต์แวร์แปลงโปรแกรมทั่วไปให้กลายเป็นแบบย้อนกลับได้

หลังจบปริญญาเอกในปี 2021 เธอร่วมก่อตั้ง Vaire กับ Rodolfo Rosini และบริษัทระดมทุนได้มากกว่า 12 ล้านดอลลาร์สหรัฐ พร้อมดึง Michael Frank เข้ามาเป็นนักวิทยาศาสตร์อาวุโส บทความสะท้อนว่าเป้าหมายของ Earley ไม่ได้หยุดที่การปรับปรุงชิปเดิมให้ดีขึ้นทีละน้อย แต่คือการออกแบบคอมพิวเตอร์ใหม่ทั้งระบบบนหลักการของ reversibility หากทำได้สำเร็จ ผลลัพธ์อาจสำคัญต่อทั้งดาต้าเซ็นเตอร์ แล็ปท็อป และสมาร์ตโฟนในอนาคตในด้านประสิทธิภาพพลังงาน