Жертвы аборта

(Октябрь 2003)

Суперкомпьютер, который оказался настолько хорош, что его отобрали у родителей еще до официального рождения – и спрятали ото всех подальше.

Голоса в пустоте

За несколько последних недель (осени 2003) в бескрайнем потоке пресс-релизов от компьютерных фирм промелькнула пара любопытнейших документов, на которые пресса не обратила абсолютно никакого внимания. Столь полное и дружное молчание СМИ представляется явно несправедливым, особенно если учесть, что за документами этими на самом деле стоит намного более значительная, по-детективному закрученная история.

irv-stack

Первый из проигнорированных пресс-релизов выпущен калифорнийской компанией Irvine Sensors, сообщившей о разработке и демонстрации “полного упакованного компьютера” (Complete Stacked Computer), ужатого до объема 1/2 кубического дюйма (платформа площадью 1 кв. дюйм и высотой пол-дюйма).

О микрокомпьютерах, встраиваемых в наручные часы, пресса уже сообщала неоднократно, однако то, что удалось сделать Irvine Sensors с помощью своей фирменной технологии упаковки чипов Neo-Stacking, не делал точно еще никто.

В данном случае в комплект вошли интеловский 206-мегагерцевый процессор StrongARM SA-1110, его сопроцессор SA-1111, чип с перепрограммируемой логикой Xilinx Coolrunner, 256 Мб загрузочной флэш-памяти Intel StrataFlash, 1 Гб оперативной памяти Micron SDRAM, 8 Гб твердотельного ЗУ на основе 16 чипов флэш-памяти Samsung.

Плюс массив необходимых для полноценной работы резисторов и конденсаторов, а также множество самых разных интерфейсных портов для подключения монитора, клавиатуры и прочей периферии: USB, UART, IrDA, SSP, PS/2, аудио/видео и проч. Работает все это хозяйство под управлением “стандартной операционной системы”, позволяющей использовать широко доступное коммерческое ПО.

Поскольку фирма Irvine Sensors, существующая с 1974 года, уже очень давно страдает от недостатка внимания прессы, президент компании Джон Карсон даже в релизе отметил, что “за последнее время в индустрии наблюдались анонсы и намного менее впечатляющих достижений, поэтому мы полагаем своевременным привлечь внимание мира к нашей технологии”…

Увы, внимание мира не удалось привлечь и на этот раз, судя по тотальному отсутствию реакции прессы за прошедший с момента публикации месяц.

Чтобы хоть отчасти объяснить столь удивительное равнодушие к Irvine Sensors и ее выдающейся технологии упаковки чипов, обратимся к пресс-релизу совсем другой компании, на первый взгляд никакого отношения к первой не имеющей.

Но при этом столь же несправедливо обделенной вниманием СМИ к своей безусловно неординарной разработке. Речь идет о небольшой английской фирме Aspex Technology, много лет безуспешно продвигающей на рынок массивно-параллельную (SIMD) процессорную архитектуру собственной разработки — “ассоциативный стринг-процессор Linedancer”.

В совсем недавнем, сентябрьском пресс-релизе Aspex извещается о создании нового программируемого микропроцессора Linedancer-HD, предназначенного для обработки изображений высокой четкости, и на этот раз содержащего 8192 “ассоциативных процессорных элемента” с рабочими частотами до 400 МГц.

LD Block

Заметим, что даже предыдущий, двухлетней давности 266-мегагерцевый чип Linedancer, содержавший 4096 “элементарных процессоров”, представлял собой нечто выдающееся — полностью программно, на C/C++ управляемая архитектура, легко масштабируемая и в разы превосходящая по быстродействию остальные, намного более дорогие решения аналогичного класса — заказные микросхемы (ASIC) и чипы перепрограммируемой логики (FPGA).

Но почему-то впечатляющие достоинства этого высокопроизводительного и одновременно сравнительно дешевого процессора вполне очевидны лишь для самой Aspex, руководство которой в 2000-м году уверенно обещало “скорое и повсеместное распространение” своей технологии и скромно претендовало к 2002-году примерно на 10% от 15-миллиардного рынка широкополосных (ADSL) и беспроводных (3G) коммуникаций.

Ныне уже понятно, что никакого покорения рынка не произошло. О фирме Aspex никто как и прежде знать не знает, а нынешнее позиционирование нового чипа Linedancer-HD как технологии обработки изображений, а не высокоскоростных телекоммуникаций, — это очевидное свидетельство перепрофилирования компании.

Подобных историй в индустрии случается каждый день по дюжине, однако Aspex — случай особый. Хотя бы по той причине, что ресурсоемкой обработкой графики, задачами трехмерной визуализации и объемного моделирования здесь занимаются давным-давно, причем весьма успешно. Но только это о-очень большая тайна (неразрывно связанная, заметим, с корпорацией Irvine Sensors и военно-промышленным комплексом США).

Ложь, ложь и снова ложь

Если сегодня кто-то попытается установить, что же представляет собой фирма Aspex Technology, то наткнется на трехэтажную ложь, завуалированную двусмысленными формулировками. Читать «Жертвы аборта» далее

Биологический нанокомпьютер

(Впервые опубликовано – февраль 2002)

DNA1

Выдающиеся способности биомолекул к хранению и обработке информации уже около десятилетия привлекают внимание ученых, пытающихся отыскать наиболее достойную замену компьютерным микросхемам на основе кремния. Основные усилия сфокусированы на ДНК – знаменитой молекуле в форме двойной спирали, которая присутствует в ядрах всех живых клеток и способна, занимая объем в один кубический сантиметр, содержать в себе информации больше, чем триллион компакт-дисков.

Постепенно двигаясь по пути создания программируемых компьютеров на основе молекул ДНК, ученые-исследователи приближают эпоху, когда живые «вычислительные машины» смогут умещаться в одной клетке человеческого организма. Подобный «биологический нанокомпьютер» будет настолько мал, что триллион (1 000 000 000 000) таких компьютеров сможет работать одновременно в единственной капле воды.

Теоретические расчеты дают основания предполагать, что так называемые ДНК-компьютеры в конечном счете способны превзойти кремниевые чипы в решении массивно-параллельных задач, требующих одновременного выполнения множества сходных операций. Но еще более заманчивые перспективы биологические нанокомпьютеры сулят в специальных приложениях, таких как медицина и фармакология. Читать «Биологический нанокомпьютер» далее

Квантовый биокомпьютер

(Впервые опубликовано – июнь 2012)

Прогресс компьютерной индустрии, последние полвека обеспечиваемый постоянной миниатюризацией элементов микросхем, неотвратимо приближается к пределу возможностей кремниевых технологий. Иначе говоря, явно пора подыскивать альтернативные модели вычислителей.

QuantumBiology

На смену кремниевым чипам

По давно уже сложившейся традиции (и вследствие естественных технических причин), активность в области высокопроизводительных вычислений – или кратко суперкомпьютеров – всегда сфокусирована на самых передовых компьютерных технологиях человечества.

Промежуток времени, разделяющий те моменты, когда производительность наиболее мощных суперкомпьютеров планеты становится доступна вполне обычному настольному или мобильному электронному устройству, может быть длиннее или короче. Но общее правило остается неоспоримым: то, что вчера считалось пределом вычислительных возможностей, завтра становится общедоступной технологией.

Формулируя чуть иначе, тенденции, доминирующие ныне в узкоспециальной области суперкомпьютерных монстров, занимающих собой здоровенные помещения, на самом деле важны и интересны абсолютно для всех, кто уже не мыслит свою жизнь без компьютерной техники. И именно поэтому особого внимания заслуживают прогнозы экспертов относительно недалекого будущего суперкомпьютеров.

На проходивший в июне в Гамбурге, Германия, очередной Международной суперкомпьютерной конференции ISC ’12 (www.isc-events.com/isc12/) в качестве одного из основных докладчиков выступал американский ученый Томас Стерлинг. Среди специалистов он широко известен как «отец» популярной кластерной архитектуры Beowulf и как один из создателей самой быстрой на сегодня вычислительной техники петафлопсного масштаба (1 петафлопс = 1015 FLOPS, т. е. квадриллион или миллион миллиардов операций с плавающей запятой в секунду).

Доклад Стерлинга на конференции был посвящен общему обзору текущих достижений и тенденций в отрасли, однако для данной статьи особый интерес представляет авторитетное мнение специалиста относительно грядущих перспектив суперкомпьютинга. Непосредственно перед ISC ’12 в компьютерной прессе появилось обширное интервью Томаса Стерлинга, в котором он аргументированно обрисовал неблестящее, мягко говоря, будущее суперкомпьютеров на основе кремниевых чипов.

Суть прогноза сводится к тому, что технологии полупроводниковых микросхем, стабильно развивающие компьютерную индустрию вот уже около полувека, ныне быстро приближаются к своим физическим, идеологическим и конструктивным пределам.

Согласно выводам Стерлинга, порогом производительности для кремниевых чипов станет следующий, экзафлопсный рубеж (порядка квинтиллионов или 1018 операций в секунду). А для того, чтобы двигаться дальше, ученым и инженерам придется создавать нечто в корне иное: «Возможно, это будет что-то типа квантового компьютинга, метафорического компьютинга, или биологического компьютинга. Но что бы там ни было, это будет не то, чем мы занимались последние семь десятилетий»…

Все, кто интересуется новыми компьютерными технологиями, наверняка слышали или читали о некоторых из упомянутых Стерлингом направлениях исследований в области высокопроизводительных вычислений.

Больше всего говорят о «квантовых компьютерах», оперирующих регистрами кубитов на основе законов квантовой физики. Заметно меньше – о «классических» биологических вычислителях, построенных на основе манипуляций сложными биомолекулами вроде ДНК. Практически ничего не публикуется, правда, об интригующей технологии «метафорический компьютинг» на базе эффектов нелинейной оптики, но это тема совсем другого разговора (подробности см тут:  kiwiarxiv.wordpress.com/2013/04/28/201206/).

Здесь же будет рассказано про еще одно – любопытное и перспективное – направление научных исследований под названием «квантовая биология». Важная роль, которую, как выясняется, играют эффекты квантовой физики в жизни биологических систем, ныне расценивается как одно из наиболее неожиданных и волнующих открытий последних лет в области биологии.

Пока что это открытие плохо стыкуется с доминирующими в физике взглядами на мир, однако стабильно растущее число экспериментальных свидетельств и теоретических исследований понемногу укрепляют фундамент квантовой биологии. Новой области, сулящей не только лучшее понимание природы, но и, среди прочего, существенный прогресс в сферах компьютеров, связи и передачи энергии. Читать «Квантовый биокомпьютер» далее

Колосс британский

(Впервые опубликовано – июнь 2006)

Факты и фактоиды из истории секретного предка компьютеров

Colossus

Среди легендарных Семи чудес древнего мира видное место занимал Колосс родосский (ок. 292-280 гг. до н.э.) — гигантская, высотой более 30 метров бронзовая статуя бога Гелиоса, стоявшая у входа в главную гавань греческого острова Родос. Судьбе, увы, было угодно так, что срок жизни этого творения оказался самым малым среди всех «чудес света» — короче даже одной жизни человеческой.

В результате сильного землетрясения 225 года до н.э. статуя надломилась у коленей и обрушилась. На ее восстановление сил у родосских граждан уже не нашлось, однако останки рухнувшего колосса оставались на том же месте еще много веков, вплоть до 653 года н.э., пока не явились предприимчивые арабские разбойники и, измельчив статую, продали ее как металлолом сирийскому купцу. Для транспортировки груза в Сирию, согласно преданию, был снаряжен караван из 900 верблюдов.

Много-много лет спустя, в середине XX века на совсем другом острове – Британия – в тихой викторианской усадьбе Блечли-Парк был сооружен еще один выдающийся колосс, на этот раз компьютерный. По странной иронии судьбы это грандиозное творение рук человеческих разделило со своим родосским предшественником не только имя Colossus, но и основные черты биографии — очень яркую поначалу и в то же время совсем короткую жизнь, закончившуюся полным и бесславным демонтажом.

Специфика новой эпохи, правда, внесла в этот исторический повтор и некоторые коррективы. Поскольку компьютер Colossus создавался для суперсекретных задач вскрытия шифрованной иностранной переписки, то сам факт его существования более полувека продолжал официально оставаться большой государственной тайной.

Читать «Колосс британский» далее

Метафорический компьютинг

(Впервые опубликовано – июнь 2012)

О перспективном, но пока что, похоже, в тайне разрабатываемом направлении сверхпроизводительных вычислений – Metaphoric Computing.

rplaser

В июне проходит очередная Международная суперкомпьютерная конференция или ISC ’12 – главный всемирный форум специалистов в области высокопроизводительных вычислений. Один из основных докладов на этом мероприятии – с обзором текущих достижений и тенденций в отрасли – делает американский ученый Томас Стерлинг.

В суперкомпьютерном мире Т. Стерлинг широко известен как соавтор популярной кластерной архитектуры Beowulf и как один из создателей самой быстрой на сегодня вычислительной техники петафлопсного масштаба (1 петафлопс = 1015 FLOPS, т. е. квадриллион операций с плавающей запятой в секунду). Здесь, однако, авторитетное мнение специалиста привлекается несколько в иной связи. Читать «Метафорический компьютинг» далее