The Machine: как Hewlett-Packard собирается переизобрести компьютер

Мартина Финка, технического директора Hewlett-Packard, очень огорчает, что его самолет после посадки долго катается по аэродрому, пока не освободится гейт. Как такое вообще возможно в эпоху big data, когда нам известно почти все про воздушный трафик, пассажиропоток, устройство аэропорта, про погоду, в конце концов? Ответ: данные, может, и есть — но нет доступных компьютеров, достаточно мощных, чтобы пересчитывать сразу все переменные — опаздывающего на посадку пассажира, занятый эшелон или надвигающийся шторм — и таким образом рисовать наиболее вероятное будущее.
В Hewlett-Packard говорят, что сделают такую ЭВМ. И это не баснословный квантовый компьютер вроде машины D-Wave, которая потеснила Франсуа Олланда на февральской обложке журнала Time. Проблема D-Wave (чей принцип работы описывается в терминах вроде кубита или квантового отжига) в том, что он сам по себе та еще кошка Шредингера: этот компьютер одновременно существует и не существует, и, согласно последним сообщениям, справедливо скорее последнее. Признаков же существования хьюлетт-пакардовского компьютера чуть больше. В этом месяце Мартин Финк показал его в схематическом виде — желто-зеленый куб с мемристорами, представляющими собой новый тип памяти, соединенный с процессором оптоволоконным проводом. Еще у него крутое название — The Machine, то есть просто «Машина».
Так выглядит Мартин Финк, который очень расстраивается, что самолеты долго катаются по аэродрому в ожидании своей очереди
Так выглядит Мартин Финк, который очень расстраивается, что самолеты долго катаются по аэродрому в ожидании своей очереди
Тут надо сделать несколько пояснений, которые покажутся оскорбительно поверхностными тем, кто не по «Википедии» знаком с теорией электрических цепей и каждый день имеет дело с резисторами, конденсаторами и катушкой индуктивности. Собственно, мемристор, или «резистор с памятью», — четвертый из этих базовых элементов электроцепей, бывший до 2008 года всего лишь догадкой инженера-профессора по имени Леон Он Чуа, пока HP, а затем и другие компании, включая российские, не сконструировали его в лаборатории. Главное его свойство — способность помнить значение сопротивления после отключения цепи от тока. Детям идею мемристора доходчиво объясняют вот в этой памятке, где его сравнивают с умной эластичной трубой, которая меняет свой диаметр в зависимости от направления воды. Труба (читай: мемристор) сжимается или расширяется, когда по ней в ту или обратную сторону течет вода (электрический заряд). Когда тока нет, труба сохраняет свою последнюю форму, фиксируя определенное значение (сопротивление проводника).
Это мнемоническое свойство — сохранять значение электрического сопротивления — используется в The Machine для записи данных в логические нули и единицы, из комбинаций которых, как известно, состоит весь наш диджитальный мир. Сейчас в нем правят относительно несовершенные транзисторы, изобретенные полвека назад. Разница в том, что транзисторам, отвечающим, допустим, за оперативную память ноутбука, для сохранения нулей и единиц требуется постоянный электрический заряд (в трубе всегда должна быть вода). Мемристоры же хранят информацию без энергии и чуть ли не вечно — пока не испортится материал, из которого они сделаны, например оксид титана.
Вся эта тарабарщина означает, что мемристорные компьютеры можно включать, как лампу, — их не нужно загружать, их в каком-то смысле ставят на паузу. Они запомнят все окошки браузера, текущие закачки торрентов и игры, которые были у вас на экране в момент отключения, а затем мгновенно смогут их воспроизвести. Дальше — больше: разработчики The Machine вообще отменяют разделение памяти на оперативную и постоянную. Никакого винчестера и оптического привода не будет. У нового компьютера «универсальная память» — один мемристорный накопитель, всегда готовый к работе.
Добавьте сюда колоссальную информационную емкость мемристорного накопителя и фотоэлектронику со световой скоростью передачи данных, заменяющую медные провода. Показывая свой зеленый кубик, Мартин Финк сказал, что по оптоволоконному проводу файлы из мемристорной памяти можно перенести со скоростью 6 терабайт в секунду, что с кучей оговорок сравнимо с молниеносным переносом содержимого примерно 24 средних макбуков одновременно. К тому же он пообещал чудеса энергопотребления, напомнив, что нынешние серверы, обрабатывающие наши фотографии в фейсбуке и ролики на ютьюбе, потребляют столько же электричества, сколько одна Япония. Так вот, теоретически, будучи в шесть раз мощнее шкафоподобного суперкомпьютера Fujitsu K, машина HP требует в 80 раз меньше электричества.
Как будет выглядеть The Machine, похоже, в самой компании не знают. Известно, что речь идет не только о суперкомпьютерах размером со шкаф или кладовку. Рассказывая о потребительском будущем технологии, Финк упомянул смартфон с универсальной памятью в 100 терабайт (а заряжать его, по всей видимости, можно будет раз в месяц, как старую Nokia). Впрочем, планы HP по созданию The Machine, охватывающие ближайшую пятилетку, напоминают космическую программу, так что Финк с таким же успехом мог упомянуть T-800 или звездолет. В этом году они только приступают к разработке особой операционной системы и заодно адаптируют к своей машине Android. В следующем — знакомят с мемристорами производителей. Еще через год открывают производство мемристорной памяти. И только к концу десятилетия продукт завозят в магазины.
Но если у HP действительно получится, то, во-первых, изменится сама компания. The Machine — их главный проект на ближайшие годы, над ним работают три четверти сотрудников из HP Labs. То есть либо про Hewlett-Packard забудут окончательно, либо компания возродится, как феникс, в виде условной Cyberdyne Systems. Во-вторых, Мартин Финк перестанет огорчаться по поводу бестолковой работы аэропортов. Возможно, мы увидим многое из того, что нам обещали исследователи и журналисты: как компьютером станет вообще все, как наступит прозрачное будущее, где машины просчитывают каждый шаг пользователя и других машин заранее, где «Яндекс» пускает волны развития новой экономики больших данных и небесных вычислений. В-третьих, если почитать о странных попытках сделать на базе мемристоров симулятор мозга, можно подумать, что родственники The Machine в далеком будущем притворятся человеком, у которого, в общем-то, нет единого процессора для сбора и обработки данных и каждый мозговой отдел — сам себе память и процессор одновременно. Остается только запомнить, что, согласно плану компании, выход публичной бета-версии The Machine намечен на 2017 год. Если вы смотрите научно-фантастические фильмы, запомнить эту дату легко.