Группа специалистов из лаборатории компании IBM в Цюрихе, возглавляемая доктором Патриком Рушем (Dr. Patrick Ruch) и доктором Бруно Мичелом (Dr. Bruno Michel), на прошедшей неделе представила опытный образец вычислительной системы, компьютера, который имеет сложную трехмерную структуру и который приводится в действие субстанцией, которую исследователи называют "электронной кровью", окислительно-восстановительного электролита, который несет энергию для работы компьютера и одновременно отводит выделяющееся тепло. Разрабатывая такой необычный компьютер, специалисты компании IBM стремились максимально точно подражать принципам строения головного мозга, который охлаждается и черпает энергию для своей работы из потока жидкости. Благодаря этому, в достаточно небольшом объеме, занимаемом мозгом человека, сосредоточена огромная вычислительная мощность, а для работы мозга в целом требуется всего около 20 Ватт мощности в сутки.
Разработка столь необычной вычислительной системы делает исследователей на один шаг ближе к их конечной цели. А этой целью является разработка компьютера петафлопс-уровня, который будет иметь размер, сопоставимый с размером обычного настольного компьютера, а не занимать площадь, равную площади футбольного поля. Для реализации этой цели, которая, согласно прогнозам, может осуществиться к 2060му году, потребуется изменение основополагающих принципов и парадигм в современной электронике. "Электроника должна по своему строению и по принципам функционирования вплотную приблизиться к головному мозгу" - рассказывает доктор Бруно Мичел, - "Ведь головной мозг человека в настоящее время в 10 тысяч раз более эффективен, чем самый эффективный компьютер, и имеет минимальное отношение вычислительной мощности к занимаемому объему".
Столь высокая эффективность человеческого мозга объясняется не только принципами его строения и функционирования, достаточно большую роль в этом играет чрезвычайно развитая сеть капилляров и кровеносных сосудов, посредством которой осуществляется снабжение мозга энергией, питательными веществами и отвод избыточного тепла. Именно поэтому исследователи компании IBM сконцентрировали свои усилия не на простом увеличении производительности вычислительных систем, а на увеличении эффективности использования энергии, что станет основополагающим принципом при создании компьютерных чипов следующих поколений.
Опытный образец вычислительной системы, созданной специалистами IBM, имеет трехмерную "бионическую" вычислительную архитектуру, в которой процессорные чипы складываются в объемные структуры, чередуясь с устройствами памяти. А всю эту структуру в целом пронизывает сеть капилляров, по которым течет охлаждающая жидкость, которая наполняется энергией в специальных "зарядных" устройствах и отдает эту энергию прямо внутри чипов процессоров. Подобная система Aquasar уже была опробована на практике, благодаря чему германский суперкомпьютер SuperMUC только за счет высокоэффективного охлаждения потребляет на 40 процентов меньше энергии, чем обычные суперкомпьютеры с таким же уровнем вычислительной мощности.
Теперь специалистам компании IBM осталось сделать еще один шаг к тому, чтобы приблизить компьютер к мозгу, реализовать более высокоэффективную технологию снабжения энергией с помощью все той же охлаждающей жидкости. Что эта технология будет представлять собой в конечном счете, еще пока не ясно, но ученые рассматривают несколько альтернативных вариантов. Одним из вариантов является использование растворенного в воде сахара, как это происходит в головном мозге, другим вариантом является использование реакции водорода и кислорода, но в любом случае, ученым еще предстоит найти подходящий состав жидкости "электронной крови", которая сможет вобрать во время зарядки и переносить в себе достаточно большое количество энергии и успешно справляться с задачей отвода тепла.
