IBM інвестує три мільярди мільярдів доларів у цифрову архітектуру

У новому світі процесори більше не будуть на основі кремнію

У наступні п'ять років IBM планує виділити 3 мільярди доларів для пошуку нових матеріалів для виготовлення процесорів. IBM має намір переосмислити комп'ютерну архітектуру та оцінити перспективи, в яких, можливо, мікросхеми кремнію більше не мають приміщення.
Нова ініціатива повинна сплести шлях до квантових та когнітивних комп’ютерів, які мімімічують мозок.

р.

Можливості кремнієвої архітектури вичерпані самі, а також мініатуризація елементної бази близько до її ліміту.
«Основна архітектура комп’ютерів залишається незмінною з 40-х рр. ХХ ст.», - зазначив Супратік Гуха, керівник фізико-дослідних досліджень IBM Research. З огляду на всі проблеми, які виробники стикаються сьогодні, ми відчуваємо, що це час для пошуку нових форм комп’ютеризації.
Можливості кремнієвої архітектури вичерпані самі, а також мініатуризація елементної бази близько до її ліміту. Сьогодні IBM вивчає можливості графенових, вуглецевих нанотрубків та інших матеріалів, які можуть замінити кремнію, а також намагатися створювати чіпси, які можна зменшити на атомний рівень.
Оголошення IBM за місяць після того, як Hewlett-Packard оголосила про переосмислення своєї основної комп'ютерної архітектури.
«ІБМ – підготувати будівельні блоки для систем, які можуть інтелектуально обробляти великі обсяги даних при значно меншій потужності», – зазначив Том Розамілі, старший віце-президент IBM Systems та технології. Такі комп’ютери можуть допомогти у вивченні раку, моделювання погоди та створення більш інтелектуальних хмарних сервісів. Різноманітність акселераторів, таких як GPU, поліпшення продуктивності комп'ютера в короткостроковій перспективі, але подальше збільшення щільності елементів в силіконових процесорах, необхідно додатково збільшити продуктивність і зменшити споживання електроенергії, є набагато складніше завдання. У деяких історичних моментах галузь має йти від однієї технології до іншої. І якщо ми починаємо виявляти нові рішення прямо зараз, ніхто не зробить це для нас. й
IBM вже активно займається квантовими комп’ютерами та комп’ютерами, що працюють за принципом мозку. Визначено відповідні теоретичні положення, але їх реалізація довели дуже складно. Комп'ютери нового типу повинні базуватися на повністю різних архітектурах, ніж машини, що використовуються сьогодні. Відповідно, питання, яке має бути перевагою.
IBM розробляє та інтегрує різні технології, підготувавши будівельні блоки для нових комп’ютерних систем.
«Зимові комбінації довели ефективність і будуть використовуватися протягом років, щоб приїхати», - сказав Росмілі. Все потрібно планувати протягом багатьох років вперед. Ми беремо це дуже серйозно. й
Перші результати дослідження, очевидно, можуть спостерігатися в області високопродуктивних обчислень, але в кінцевому підсумку вони будуть відображені в портативних і настільних комп'ютерах. Однак було складно назвати будь-яку конкретну раму часу для Розамілі.
Інвестування відбувається як закон Мура під час завершення. Intel співзасновник Gordon Moore заявив, що кількість транзисторів в інтегрованих схемах буде подвійно кожні два роки. На сьогоднішній день закон, який сформульовано, не втратив свою актуальність, але очікується, що в наступні десятиліття його дія припиняється. Інженери переосмислюють архітектуру процесора в умовах подальшого зростання продуктивності. А чим менше чіпси стають, тим важливіше це завдання стає. Intel вже готується до організації виробництва з дизайнерською нормою 14 нм, а в найближчі роки норма дизайну повинна бути зменшена до 10 нм.
Революція процесора відбувалася у 1950-х роках, коли вчені почали використовувати очищений кремній, але розширення функціональності переходу на 7-нанометровий процес виробництва стає все більш складним, оскільки промисловість вже наближається до атомного рівня.
«Як ми замінимо існуючі технології в цій точці незрозуміло, - сказав Гуха. Нанотрубки вуглецю, які є циліндрами вуглецевих атомів, вважаються найбільш ймовірною заміною для кремнію сьогодні. Дослідження IBM поступово зменшують розмір вуглецевих нанотрубок, але проблеми охолодження стають більш гострими. Недавні питання безпеки. Але, як правило, погоджується, що технічні проблеми можна вирішити. й
Розробка квантових комп’ютерів та комп’ютерів на основі мозку вимагає подальших досліджень у поведінці комп’ютерів.
IBM розробляє комп'ютери, які імітують функцію мозку в рамках програми SyNAPSE. Інформація про процеси мозку, що протікає паралельно через трильйони з'єднань, які називаються сипсами. У 2011 році IBM продемонстрував нейронний чіп з програмованими та навчальними симпозами, які надали навігацію та можливості розпізнавання шаблонів. На сьогоднішній день мета IBM полягає в тому, щоб побудувати нейронний чіп, який імітує роботу мозку людини. З 10 мільярдів нейронів і 100 трильйонних знімків споживати лише одну кВт електроенергії.
У серці квантових комп’ютерів є квантові біти (кільки), які зберігають значення нулів, їх надпозицій. Це відрізняється від звичайних комп'ютерів, в яких клітини пам'яті в будь-який час, як 0 або 1. При збільшенні кількості підтримуваних станів, квбіти можуть збільшити швидкість обчислення.
Зрозуміло, дослідники все ще мають безліч завдань для подолання, в тому числі квантового шуму, в якому переселенці переходять в небажані стани, що ускладнює нормальне виконання програм. Єдиний квантовий комп'ютер в даний час продається D-Wave Systems, але раніше цього року дослідники IBM змогли перевести комп'ютерні зв'язки в квантову механіку, де поведінку і взаємодія описані на атомних і субатомічних рівнях.

www.osp.ru/news/articles/2014/30/13042197/