Ученые неустанно ищут альтернативные пути для компьютерной обработки информации. Недавно сотрудники Массачусетского технологического института предложили использовать в процессорах лазер вместо электричества. А их британские коллеги для разработки "жидкого" мыслящего компьютера задались целью воссоздать работу минимального элемента мозга — нейрона.
Специалисты Массачусетского технологического института считают, что продолжая наращивать мощность современных процессоров, мы столкнемся с очередным препятствием: перемещение данных между разными частями микросхемы будет занимать слишком много времени. Ведь сейчас информация доставляется в память по широкополосной связи.
Применение традиционных соединений на медном кабеле, по мнению американских ученых, становится нецелесообразным: они потребляют слишком много энергии для доставки данных. Кроме того, медь перегревается, и это накладывает дополнительные ограничения, поскольку инженеры должны искать пути рассеивания тепла. Одним словом, постоянно растущие скорости требуют создания микрочипов нового поколения.
В связи с насущной необходимостью ученые Массачусетского технологического института начали работу над созданием совершенно иного вида компьютерных процессоров, в котором информация будет передаваться при помощи света, а не электричества. Они уже продемонстрировали лазер, функционирующий при комнатной температуре, что может оказаться важным шагом на пути к принципиально иным компьютерным чипам.
"Это очень важный прорыв, я бы сказал — один из максимально значимых в сфере компьютерных технологий, — отметил независимый эксперт в этой области, профессор кафедры электротехники и информатики из Калифорнийского университета в Беркли Эли Яблонович. — Открытие существенно снизит стоимость коммуникаций и сделает микрочипы более динамичными".
Передача данных при помощи лазеров, которые способны собрать свет в узкий мощный пучок, может стать дешевой энергосберегающей альтернативой электронике, - утверждают американские специалисты.
"Лазерные технологии — принципиально новое решение", — сказал Лайонел Кимерлинг, профессор Массачусетского технологического института, руководитель разработок. — Хотя лазеры привлекательны, материалы, использующиеся в них, например, арсенид галлия, довольно сложно интегрировать в новую систему. Поэтому мы надеемся, что эту проблему решит германиевый лазер".
Исследователи пришли к выводу, что германиевые лазеры могут быть использованы не только для связующих, но и для логических элементов микросхем, — это поможет создать компьютеры, которые осуществляют обработку данных, используя свет вместо электричества. Но профессор Яблонович считает, что свет вряд ли заменит электричество полностью. "Я думаю, мы будем использовать свет для связи, а логические цепи все же останутся электрическими, — сказал исследователь. — Свет позволяет внутренним коммуникациям функционировать намного эффективнее, но сами логические элементы, скорее всего, будут и дальше работать на электричестве".
Пока в Массачусетском технологическом институте специалисты трудятся над внедрением лазерных технологий, их заокеанские коллеги из Великобритании задумали создать "полноценно мыслящий жидкий компьютер". Планируется, что обработка информации в этом устройстве будет аналогична работе нейронов человеческого мозга. Британские специалисты, как и американские, также считают, что кремниевые технологии обладают ограниченными возможностями, и что в человеческом мозге те же процессы обработки информации проходят значительно быстрее. Поэтому ученые решили внимательно присмотреться к такой альтернативе.
О начале работы над новым проектом сообщили Морис Де Планк и Клаус-Петер Зонер. Первый ученый — биохимик, а второй — компьютерный инженер, и вместе они намерены воссоздать и адаптировать процессы, происходящие при обработке информации человеческим мозгом, таким образом, чтобы на их основе создать "химический транзистор" - устройство, в котором реакции заменяют электрические сигналы.
Британские ученые получили на разработку проекта 1,8 млн фунтов в рамках всеевропейской программы Future and Emerging Technologies. Подобные суммы выдаются лишь на самые перспективные направления науки и техники, обладающие мощным потенциалом. Для достижения трех основных задач отпущено три года. Впрочем, уже и эти намерения сегодня кажутся достаточно претенциозными.
"То, чем мы пока занимаемся, — комментирует Клаус-Петер Зонер, — это процесс воссоздания очень сложных, минимальных элементов компьютерного "мозга" — нейронов, но в результате из них может получиться полноценно мыслящий "жидкий компьютер". Первая задача — создание липидных коацерватов, которые представляют собой небольшие капельки воды в оболочке из гидрофобного вещества, — грубо говоря, так устроены и клетки живых организмов. Коацерваты должны содержать в себе доступную для средств контроля химическую среду, быть способными объединяться в сети и "контактировать" внутри этих сетей при помощи химических сигналов.
Вторая задача — разработка системы, подходящей для использования таких структур обработки информации, а также демонстрация этого процесса.
Третья — изучение потенциала и масштабов применения подобных технологий. Пока, как говорит Де Планк, "мы пробуем скопировать некоторые ключевые особенности нейронных сетей мозга — изучаем их способности к возбуждению, а также самовосстановлению и самосборке".
Применение традиционных соединений на медном кабеле, по мнению американских ученых, становится нецелесообразным: они потребляют слишком много энергии для доставки данных. Кроме того, медь перегревается, и это накладывает дополнительные ограничения, поскольку инженеры должны искать пути рассеивания тепла. Одним словом, постоянно растущие скорости требуют создания микрочипов нового поколения.
В связи с насущной необходимостью ученые Массачусетского технологического института начали работу над созданием совершенно иного вида компьютерных процессоров, в котором информация будет передаваться при помощи света, а не электричества. Они уже продемонстрировали лазер, функционирующий при комнатной температуре, что может оказаться важным шагом на пути к принципиально иным компьютерным чипам.
"Это очень важный прорыв, я бы сказал — один из максимально значимых в сфере компьютерных технологий, — отметил независимый эксперт в этой области, профессор кафедры электротехники и информатики из Калифорнийского университета в Беркли Эли Яблонович. — Открытие существенно снизит стоимость коммуникаций и сделает микрочипы более динамичными".
Передача данных при помощи лазеров, которые способны собрать свет в узкий мощный пучок, может стать дешевой энергосберегающей альтернативой электронике, - утверждают американские специалисты.
"Лазерные технологии — принципиально новое решение", — сказал Лайонел Кимерлинг, профессор Массачусетского технологического института, руководитель разработок. — Хотя лазеры привлекательны, материалы, использующиеся в них, например, арсенид галлия, довольно сложно интегрировать в новую систему. Поэтому мы надеемся, что эту проблему решит германиевый лазер".
Исследователи пришли к выводу, что германиевые лазеры могут быть использованы не только для связующих, но и для логических элементов микросхем, — это поможет создать компьютеры, которые осуществляют обработку данных, используя свет вместо электричества. Но профессор Яблонович считает, что свет вряд ли заменит электричество полностью. "Я думаю, мы будем использовать свет для связи, а логические цепи все же останутся электрическими, — сказал исследователь. — Свет позволяет внутренним коммуникациям функционировать намного эффективнее, но сами логические элементы, скорее всего, будут и дальше работать на электричестве".
Пока в Массачусетском технологическом институте специалисты трудятся над внедрением лазерных технологий, их заокеанские коллеги из Великобритании задумали создать "полноценно мыслящий жидкий компьютер". Планируется, что обработка информации в этом устройстве будет аналогична работе нейронов человеческого мозга. Британские специалисты, как и американские, также считают, что кремниевые технологии обладают ограниченными возможностями, и что в человеческом мозге те же процессы обработки информации проходят значительно быстрее. Поэтому ученые решили внимательно присмотреться к такой альтернативе.
О начале работы над новым проектом сообщили Морис Де Планк и Клаус-Петер Зонер. Первый ученый — биохимик, а второй — компьютерный инженер, и вместе они намерены воссоздать и адаптировать процессы, происходящие при обработке информации человеческим мозгом, таким образом, чтобы на их основе создать "химический транзистор" - устройство, в котором реакции заменяют электрические сигналы.
Британские ученые получили на разработку проекта 1,8 млн фунтов в рамках всеевропейской программы Future and Emerging Technologies. Подобные суммы выдаются лишь на самые перспективные направления науки и техники, обладающие мощным потенциалом. Для достижения трех основных задач отпущено три года. Впрочем, уже и эти намерения сегодня кажутся достаточно претенциозными.
"То, чем мы пока занимаемся, — комментирует Клаус-Петер Зонер, — это процесс воссоздания очень сложных, минимальных элементов компьютерного "мозга" — нейронов, но в результате из них может получиться полноценно мыслящий "жидкий компьютер". Первая задача — создание липидных коацерватов, которые представляют собой небольшие капельки воды в оболочке из гидрофобного вещества, — грубо говоря, так устроены и клетки живых организмов. Коацерваты должны содержать в себе доступную для средств контроля химическую среду, быть способными объединяться в сети и "контактировать" внутри этих сетей при помощи химических сигналов.
Вторая задача — разработка системы, подходящей для использования таких структур обработки информации, а также демонстрация этого процесса.
Третья — изучение потенциала и масштабов применения подобных технологий. Пока, как говорит Де Планк, "мы пробуем скопировать некоторые ключевые особенности нейронных сетей мозга — изучаем их способности к возбуждению, а также самовосстановлению и самосборке".