Можливо, ви вже чули про експериментальну платформу SyNAPSE – обчислювальні чіпи, що функціонують за принципом людського мозку.
Над цим проектом працює корпорація IBM за фінансової підтримки Управління перспективних досліджень Міністерства оборони США (DARPA). А сьогодні поговоримо про іншу ініціативу IBM з імітації процесів живого організму в машинах – «електронної крові» для комп’ютерних процесорів.
Людський мозок має феноменальну обчислювальну потужність, яка міститься в невеликому обсязі черепної коробки. При цьому він витрачає зовсім небагато енергії, а подача поживних речовин і відведення тепла здійснюються рідинним способом – разом з кров’ю.
Точно такий підхід спробували відтворити в експериментальній комп’ютерній системі дослідники IBM Патрік Рух (Patrick Ruch) і Бруно Мішель (Bruno Michel) з лабораторії в Цюріху (Швейцарія). Вчені говорять, що наш мозок в 10 тис. разів могутніший і енергоефективніший за будь-який сучасний комп’ютер.
Один із секретів – надзвичайно дієва система судин і капілярів, яка одночасно живить нервові клітини і відводить надлишки тепла. У випадку з комп’ютерами такий підхід теоретично дозволить до 2060 року створити систему потужністю 1 петафлопс (квадрильйон операцій з плаваючою комою в секунду), що зможе розміститися на звичайному письмовому столі. Зараз подібний комплекс займає площу, порівняну з половиною футбольного поля.
IBM пояснює, що в нинішніх комп’ютерах 99% обсягу корпусу відводиться під охолоджування і різні елементи живлення. І лише 1% дістається обчислювальним компонентам.
У людському мозку на функціональну складову припадає 40% обсягу, на охолодження та забезпечення поживними речовинами – 10%. Один з напрямків підвищення ефективності роботи процесорів полягає в застосуванні 3D – компонування чіпів. Але проблема в тому, що в багатоярусних конструкціях важко організувати відвід тепла.
У IBM пропонують вирішити це завдання за допомогою інтеграції найтонших каналів (читай – капілярів) з охолоджувальною рідиною між обчислювальними блоками. Але як щодо доставки енергії? Для цього планується застосовувати рідину особливого складу, що забезпечує окисно-відновну реакцію.
У тестах використовувалася «електронна кров» на основі ванадію: спочатку такий електроліт отримував заряд на електродах, а потім прямував в обчислювальний блок, де передавав енергію мікрочіпів.
На жаль, поки «електронна кров» IBM – це лише експериментальна модель живлення та охолодження комп’ютерних процесорів. На те, щоб технологія отримала право на життя, знадобляться багато років досліджень і випробувань.
Підготовлено за матеріалами Бі-бі-сі.
