The Machine: HP tvoří s memristory revoluční počítač

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.

Klepněte pro větší obrázek
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).

Klepněte pro větší obrázek
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.

Klepněte pro větší obrázek
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.

Klepněte pro větší obrázek
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.

Klepněte pro větší obrázek

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.

Klepněte pro větší obrázek
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.

Klepněte pro větší obrázek

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.

Klepněte pro větší obrázek
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.

Klepněte pro větší obrázek
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.

Klepněte pro větší obrázek
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:

Témata článku: Technologie, Počítače, Hewlett Packard (HP), Discovery, Elektron, Nový druh, HP, Nová architektura, Nový mozek, Zajímavý milník, Nový milník, Rychlý SSD, Revoluce, Největší vynález, Světelný rok, Současný plán, Blízké setkání, Elektronický čip, Světelný čip, První odhad, Důležitý milník, Standardní procesor

58 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Přemek Kubák 22. 3. 2015 21:35:43
    Kdyby ten memristor vyvíjela zdejší osádka, tak nebude vynalezený ani za 9...
  • vzach 16. 6. 2014 22:38:35
    Když uvážíme, že IBM už před cca 22 lety prodávala AS/400 s OS/400, který...
  • Poltergeist 16. 6. 2014 17:52:14
    rezistor neni nic novyho to jsme meli uz na skole fel
Určitě si přečtěte

Jak se dostat do Windows, když neznáte heslo nebo nejste administrátor

Jak se dostat do Windows, když neznáte heslo nebo nejste administrátor

** S instalačním diskem Windows a znalostí pár příkazů odemknete téměř každý počítač s Windows. ** Poradíme i jak se tomu bránit

24.  7.  2017 | Tomáš Holčík | 35

Nový solární článek dokáže zachytit téměř veškerou energii světelného spektra ze Slunce

Nový solární článek dokáže zachytit téměř veškerou energii světelného spektra ze Slunce

** Vědci vytvořili nový typ solárního článku, který se pyšní neuvěřitelnou efektivitou ** Speciální trojrozměrná struktura dokáže zachytit téměř všechny vlnové délky světla ze Slunce ** Systém solárního článku využívá koncentrátorových čoček pro světlo

22.  7.  2017 | Karel Javůrek | 19

Další důkaz o existenci Planety 9

Další důkaz o existenci Planety 9

21.  7.  2017 | Jiří Černý | 5

10 robotických startupů, které brzy připraví spoustu lidí o práci

10 robotických startupů, které brzy připraví spoustu lidí o práci

** Roboty se v mnoha oblastech používají už dlouho, ale nyní přichází nová éra ** Roboty jsou chytřejší a poradí si s komplexními úkoly ** Náhrada lidí přijde rychleji a ve velkém

20.  7.  2017 | Karel Javůrek | 28


Aktuální číslo časopisu Computer

Test 11 telefonů do 6 000 Kč

Postavte si a přetaktujte počítač

Srovnali jsme 7 sportovních kamer

Která zaměstnání nahradí roboti?