Изобретать сегодня компьютер — всё равно что изобретать велосипед: что-нибудь интересное наверняка получится, но шансы заменить классическую двухколёсную конструкцию стремятся к нулю. Вот почему изобретатели не переводятся, но всё это мелкие, мало кому известные имена — вроде D-Wave Systems с её «как бы квантовым» вычислителем (по самым последним данным, он действительно в значительной степени квантовый). Увидеть здесь ИТ-гигантов немыслимо. Ну или по крайней мере так было до прошлого четверга — когда на полном серьёзе о намерении изобрести компьютер заново заявила HP. И это не прожект на отдалённое будущее: коммерциализация — в следующие несколько лет! Встречайте The Machine.

Если по верхам и упрощая, The Machine (далее для краткости просто TM) — попытка совершить революционный технологический скачок, вырвавшись из затянувшей всех эволюционной спирали миниатюризации. Наследники Билла Хьюлетта и Дэвида Паккарда намерены применить свои новейшие (и пока ещё экспериментальные) разработки для резкого, на несколько порядков, улучшения функциональных характеристик вычислительной техники. Если всё получится, гигантский дата-центр можно будет уместить в компьютер размером с холодильник — проворачивающий титанические объёмы информации при смешных энергозатратах. Идеальный ответ на вызов Big Data!

Почему же может не получиться? Потому что в основе — две технологии, которые, хоть они и известны, и прорабатываются уже некоторое время (и HP тут в числе лидеров), никто пока ещё всерьёз, в промышленных масштабах, не применял.

Структура памяти в современных компьютерах. Универсальная мемристорная память заменит два нижних элемента пирамиды.
Структура памяти в современных компьютерах. Универсальная мемристорная память заменит два нижних элемента пирамиды.

Технология первая — новый тип памяти, мемристор. Вместо нестабильных, требующих постоянной подзарядки ячеек DRAM здесь информация хранится на сетке из материала, меняющего своё электрическое сопротивление под воздействием протекающего тока и сохраняющего это состояние неограниченно долго (подробнее см. «Недостающий элемент»). В результате получается быстрая, ёмкая (терабиты на квадратный сантиметр), дешёвая, энергонезависимая память, способная устранить разницу между памятью оперативной и внешними накопителями: нужда в винчестерах просто отпадёт, поскольку вся информация сможет храниться непосредственно в памяти компьютера. В HP её называют универсальной.

«На кончике пера» мемристор был выведен ещё полвека назад, но реализация затянулась до последних лет, потому что, вообще говоря, не все даже были уверены, что такое устройство — четвёртый фундаментальный электрический элемент после резистора, конденсатора и катушки индуктивности — не нарушает законов физики! Сотрудники HP Labs одними из первых построили действующий мемристор — и теперь самое время применить его, опередив соперников (над коммерческим воплощением устройства трудятся многие крупные ИТ-компании).

Технология вторая — фотоника (она же оптроника): скрещивание обычных микроэлектронных схем с оптическими компонентами. Тут всё и проще и сложнее. Проще — потому что по крайней мере в физической осуществимости идеи никаких сомнений нет: это всего лишь переход с электрических на оптические коммуникации для системных шин и связи с желающими внешними устройствами. Сложнее — потому что серийные чипы, способные транслировать десятки терабит в секунду (примерно такой планируется пропускная способность) только предстоит спроектировать. HP опять же не одна работает на этом направлении (успехи делает, к примеру, IBM), но никто пока не вывел свои продукты из лабораторий.

Вот так, тонким оптоволоконным шнуром, в The Machine будет соединён блок мемристорной памяти и центральный процессор.
Вот так, тонким оптоволоконным шнуром, в The Machine будет соединён блок мемристорной памяти и центральный процессор.

Естественно, для TM понадобится новая операционная система — и работа над ней уже кипит (Machine OS: свободная!), параллельно с адаптацией Linux и Android. Потребуется новый микропроцессор (тоже в работе), новые системные стандарты — ведь архитектура, считай, пишется с нуля! HP настроена предельно агрессивно: она работает над «Машиной» уже около двух лет и – «провалиться на этом месте» (почти дословная цитата из выступлений первых лиц) – планирует вывести готовый продукт на рынок в следующие три года. Как полагают аналитики, компания так смела, потому что выбора у неё нет: персоналка перешла в категорию бытовой электроники, в мире серверов правит бал Intel, бывшие революционеры — IBM, Dell, HP — превратились всего лишь в перепродавцов x86-архитектуры…

HP Labs, где создают The Machine, была организована полвека назад основателями HP с прицелом на перспективные разработки без оглядки на существующую рыночную конъюнктуру. В её послужном списке столько основополагающих разработок, что обзавидуется любой конкурент (от первых коммерческих светодиодов и лазерных принтеров до собственно мемристоров). И вот теперь на TM брошены почти все силы этого подразделения (планируется выделить до трёх четвертей сотрудников). Получится — и HP станет новым законодателем мод в ИТ. Даже не второй Intel, а второй IBM — повторив успех её легендарной System/360 (помните эту универсальную архитектуру из 60-х годов, ставшую основой для построения вычислительных машин самого разного уровня?). HP точно так же планирует начать с серверов, то есть с корпоративного сегмента, но уже трудится и над мобильным консьюмерским вариантом TM, вплоть до смартфонов.

The Machine: планы.
The Machine: планы.

Скептики, естественно, тут как тут: один из высших чинов Dell уже назвал идею смехотворной — не только из-за несовместимости надежды на чудо с серьёзным бизнесом, но и потому, что успешная реализация проекта будет означать, что триллионы и триллионы долларов, вложенные в разработку программного обеспечения до сего дня, окажутся выброшенными на ветер.

Впрочем, скептики всегда найдутся. А HP стоит поблагодарить хотя бы уже за реанимацию закона Мура — который, как и ожидалось, продолжит существовать за счёт отхода от доминирующих архитектурных принципов. Ну и за интересную перспективу. Похоже, лет через пять–десять мы окажемся на перепутье: x86 против ARM, классическая полупроводниковая архитектура против инновационных электронно-оптической и квантовой. Жить и работать в такое время будет непросто. Зато так интересно!