Игрушки для взрослых

Берд Киви (kiwi@computerra.ru)

Спецвыпуск Xakep, номер #038, стр. 038-080-6

Что дальше

Осенью 2002 года альянс компаний IBM, Sony и Toshiba известил мир о завершении совместной разработки (в чертежах) архитектуры уникального чипа, суперпроцессора Cell, который может стать основой для будущей игровой консоли PlayStation 3 и прочей бытовой электроники. По словам разработчиков, Cell имеет модульную структуру, что позволяет при необходимости выпускать чипы с разным количеством ядер - от 4 до 16, так что некоторые из них будут отвечать за обработку звука и графики, другие - за общие вычисления. В целом же суперпроцессор в максимальной конфигурации будет способен выполнять до триллиона математических операций в секунду, то есть в сто раз больше, чем процессор Pentium 4 с тактовой частотой 2,5 ГГц.

Появившиеся в печати весной 2003 года сведения об архитектуре Cell для Playstation 3 утверждают, что будет 4 ядра общей производительностью 256 гигафлопс (каждая "ячейка" содержит базовый процессор, предположительно Power PC, плюс еще 8 векторных процессоров, каждый с памятью по 128 Мб). К настоящему времени в планах Sony нет определенности относительно выпуска PS3 к концу 2004 года, ходят даже слухи, что следующей будет сразу PS4.

Если представить более отдаленное будущее, сулящее совершенно новые и порой экзотические формы суперкомпьютеров, то имеет смысл заглянуть в правительственные планы США по финансированию работ в области high-end вычислений. Например, в "Голубую книгу" рекомендаций Национального координационного совета по исследованиям в области инфотехнологий (www.ccic.gov/pubs/). В перспективных планах стоят квантовые компьютеры и системы на основе биологических молекул. Имеется и масса более "традиционных" проектов по разработке новых 3D-архитектур и гибридных технологий, а также реконфигурируемых систем, обеспечивающих создание адаптивных и полиморфных вычислителей.

Еще одно направление под названием "молектроника" (molectronics) сулит создание компьютеров на молекулярном уровне, где скрыт потенциал высочайшего быстродействия и плотности процессорной мощи. Наконец, технология "умная ткань" (smart fabric) вместе с процессорами вплетает непосредственно в одежду батареи питания, оптоволоконные нити и металлические коннекторы, что в общей сложности позволит непосредственно на себе носить суперкомпьютер производительностью в десятки терафлопс.

Зачем иметь при себе столь мощный вычислительный ресурс, никто уже не спрашивает. Давно прошли те времена, когда разработчики первых ПК задавались вопросами типа: "А зачем в быту может понадобиться оперативная память объемом больше 640 килобайт?"

БОК-логика и "вихрь данных"

Вычислительное ядро системы HTMT реализуют несколько тысяч ниобиевых сверхпроводниковых процессоров, работающих на основе БОК-логики. Сверхпроводниковая логика дает возможность в сотни раз повысить как скорость, так и эффективность энергопотребления по сравнению с традиционными процессорами. Единицей представления информации в БОК являются одиночные кванты магнитного потока. Кванты перемещаются от вентиля к вентилю микроскопическими токами, наводимыми такими же квантами в управляющих контурах. Характерная тактовая частота БОК-устройств, реализованных по полумикронной технологии, составляет около 100 ГГц. Чрезвычайно низка и мощность, потребляемая сверхпроводниковыми БОК-схемами. Даже с учетом того, что для работы БОК-устройств необходимо охлаждение до температуры жидкого гелия (от -269 до -264 градусов по Цельсию), полная мощность, потребляемая сверхпроводниковой подсистемой компьютера с учетом криогенного оборудования, оценивается лишь в 500 киловатт.