HP to nechce nazývat počítačem, serverem, stanicí nebo zařízením. Revoluční „stroj“ je tvořen memristory, optickými spoji a přepracovaným operačním systémem.
Tranzistor lze označit za jednu z největších technologických revolucí minulého století, která odstartovala éru elektroniky a počítačů, které používáme i dnes a na kterých je dnes takřka závislá naše civilizace. Byl to právě tranzistor, který odstartoval moderní éru exponenciálního zvyšování dostupného univerzálního výpočetního výkonu v elektronických čipech. Už jsme se poprvé v historii lidstva nemuseli spoléhat pouze na omezený výpočetní výkon mozku a prvních mechanických strojů.
Memristory pod drobnohledem
Mohli jsme poprvé začít rychle a efektivně analyzovat velké množství dat a možnosti se stále posouvají. Množství generovaných dat, které je možné a ve většině případů i nutné analyzovat, je stále větší.
Dalším „vynálezem“, který by mohl způsobit revoluci v podobném měřítku, má být memristor, o kterém jsme již v roce 2010 psali podrobný článek. Samotná počítačová architektura se totiž už desítky let takřka nezměnila. A právě na bázi memristoru chce společnost Hewlett-Packard postavit nový „Stroj“ s označením The Machine.
Paměti, kam se podíváš
Současná generace počítačů – ať už jde o servery, desktopy, tablety nebo mobilní telefony, pracuje s několika druhy pamětí. V rámci hlavního výpočetní čipu to jsou různé stupně extrémně rychlé a malé cache paměti (volatilní – k udržení informace vyžaduje napájení), uvnitř čipu (SoC) případně blízko něho je pak „rychlá“ operační paměť s kapacitou v oblasti gigabajtů (volatilní – k udržení informace vyžaduje napájení).
Bude současná soustava pamětí brzy minulostí?
Nevolatilní paměť, která pro udržení informace nevyžaduje napájení, je poslední a nejvzdálenější částí, která také nabízí největší kapacitu (SSD, pevný disk, v současnosti terabajty), respektive nejlepší poměr ceny a kapacity. Bohužel na úkor rychlosti.
Počítač při běhu neustále přesouvá veškerá data mezi všemi těmito paměťmi, což je velký problém při rostoucím objemu dat a tolik vrstev samozřejmě znamená i nižší efektivitu celého systému.
Jedna univerzální paměť na bázi memristorů bude stačit každému
Memristor by se měl v první fázi stát náhradníkem operační paměti i SSD v jednom – umožní stavbu paměti, která bude mít velkou kapacitu (stovky terebajtů i v mobilech), vysokou rychlost jako operační paměť a to vše v rámci nevolatilní architektury. Asi tušíte, jakou revoluci dokáže memristor poskytnout – už žádné pomalé načítání programů z disků do paměti. Zkrátka zcela nový koncept.
The Machine: memristor a fotonika
HP jako hlavní průkoník memristorové technologie tak nechce pouze prodávat paměti, ale postavit celý nový výpočetní stroj, který by byl postaven na nové architektuře. Zatím stále platí, že jeden z prvních milníků by mělo být nahrazení paměti DRAM memristory v roce 2016 – s vysokou kapacitou i rychlostí. Už ale dva roky trvá vývoj revolučního stroje „The Machine“, který by mohl z HP udělat velikána a výrazně předhonit jakoukoli konkurenci.
Architektura The Machine
The Machine má několik revolučních vlastností. Paměťový systém bude tvořen pouze memristorovou pamětí. Tato paměť bude pro využití plného výkonu spojená se standardním procesorem pomocí optických spojů. Fotonické propojení znamená využití převodníků (silicon photonics), které už delší dobu zkoumá například Intel a další a už jsou v poměrně pokročilé fázi. Propustnosti v řádu terabitů za sekundu by neměly být problém.
Základní architektura je taková, že procesor bude pracovat stále ještě s pomalými elektrony (tranzistory), přenos dat z a do memristorové pamětí bude probíhat pomocí fotonů a v rámci memristorů jsou data uložená pomocí iontů.
Šéf výzkumné sekce HP Labs – Martin Fink dokázal Meg Whitmanovou (šéfka HP) přesvědčit, aby na projektu The Machine pracovalo 75 % lidí z výzkumné sekce. HP tak do tohoto projektu vkládá opravdu hodně mozků a peněz.
Čip propojený optickým spojem přímo do jedné univerzální a rychlé paměti na bázi memristorů. Škálovat lze od nejmenších zařízení až do datacenter
S novou architekturou The Machine ale souvisí i nutnost přepracovaného operačního systému a programů. Je tak jasné, že prvním cílem jsou servery, kde je nutnost zpracovat obrovské množství dat efektivně a za nízkou cenu velmi žádoucí a marže může být i mnohem vyšší.
Dle informací HP programuje nejen zcela nový open source operační systém, ale upravuje i stávající Linux a nezapomíná ani na rostoucí popularitu mobilních zařízení a systému Android. Hlavní změny současných operačních systémů jsou především s fungováním zpracováním dat pro použití s jednou memristorovu pamětí namísto kombinace operační paměti a SSD/pevného disku.
To je ale pouze samotná technologie, nabízí se tak otázka, co vše se může změnit v kombinaci třeba s cloudem.
Stovky terabajtů dat i v mobilu do roku 2020?
Pokud bychom dle plánů HP měli mít mobilní zařízení s memristorovou pamětí o kapacitě stovek terabajtů už v roce 2020, umožní to vytvořit zcela nový zážitek z používání zařízení. Většinu dat bude možné udržovat lokálně i v cloudu zároveň, omezení vnitřní paměti zařízení by pro jednotlivce mělo být minulostí. S rychlými sítěmi typu páté generace LTE a podobně, nebude problém mít neustále zálohované a synchronizované vše a díky uložení v zařízení i okamžitě přístupné kdykoli i bez přístupu do sítě.
Podaří se HP splnit plán? Bude to hodně náročné
Současný plán projektu je tedy uvést jednotlivé části (paměť na bázi memristor, jednotlivé SoC čipy) a v neposlední řadě i první „The Machine“. Cílem je rok 2017, ale uvedení produktů by se mohlo posunout až do roku 2020.
Každopádně je zajímavé, že HP myslí hodně na budoucnost a jakou revoluci může způsobit nejen s memristorovou pamětí, ale i s novou formou serverů, počítačů, tabletů a mobilů, které by HP umožnily předběhnout konkurenci jako Apple, Microsoft třeba o několik let.
První odhady růstu výkonu a snížení spotřeby jsou skoro neuvěřitelné
Má to ale své negativní stránky, které je nutné překonat – tvorba nového a náročná úprava stávajících operačních systémů, tvorba nových aplikací a překopání současného fungování programů. Možná to znamená i příchod nového programovacího jazyku a nové generace programovacích principů.
"Cílíme na pětinásobné zvýšení výkonu, ale s 80x nižší spotřebou." Martin Fink, HP
Jak v případě zcela nových technologií ukázal i Xerox PARC, samotná technologie ani funkční prototypy rozhodně nestačí. Ještě je nutné vše přepracovat do skutečného produktu za přijatelnou cenu.
HP v minulosti ukázalo, že v oblasti technologií umí překvapit, jak to ale bude s finálním produktem?
Uvidíme, jestli to HP zvládne, každopádně nás čekají velké technologické změny a postupně se konečně blíže posuneme k plně fotonické počítačové architektuře a také prvních superpočítačů s výkonem v oblasti EXAFLOPS.
Video
Čtěte také:
