Инженеры IBM создали «электронную кровь»
Давно известно, что человеческий мозг обладает совершенной структурой в плане вычислительной мощности, заключённой в то же время в небольшом объёме черепной коробки. Причем при относительно малом потреблении энергии происходят биологические процессы со значительно большей подачей питательных веществ и отвода тепла, которые осуществляются при помощи жидкостей, а именно: вместе с кровью.
По тому же принципу исследователи компании IBM — Патрик Рух (Patrick Ruch) и Бруно Мишель (Bruno Michel) из лаборатории в Цюрихе (Швейцария) — решили организовать процесс работы экспериментальной компьютерной системы, сообщает compulenta.ru.
Учёными доказано, что мозг человека в 10 тысяч раз мощнее и гораздо эффективнее потребляет (расходует) энергию, чем любой современный компьютер. Основной причиной того является идеально действующая система сосудов и капилляров, одновременно обеспечивающая необходимыми веществами нервные клетки и «отсекающая» излишки тепла организма.
Компания IBM уже находила способ создать транзисторы, которые могут быть встроены в виртуальную схему, имитирующую работу человеческого мозга, что может привести к резкому скачку производительности компьютеров.
Также учеными IBM была представлена вычислительная архитектура для «биологических» чипов, предназначенная для программирования процессоров, которые по своей структуре и размеру напоминают человеческий мозг и основаны на принципах его работы, пишет vesti.ru.
Но инженеры IBM решили пойти дальше и посоперничать с природой — им удалось «заставить» новый компьютер использовать для своих нужд «электронную кровь».
Система «окислительно-восстановительных потоков» перекачивает «кровь» (электролит) по компьютеру и тем самым выводит излишнее тепло и обеспечивает его энергией.
Во время презентации разработчики-инженеры заявили, что уже к 2060 году гигантский компьютер-мозг, который сегодня занимает примерно половину футбольного поля, сможет уместиться на рабочем столе в каждом доме.
«Человеческий мозг превосходит по вычислительной мощности любой современный компьютер в десятки тысяч раз. Всё потому, что он использует для своей работы сеть капилляров и кровеносных сосудов для транспортировки тепла и энергии одновременно. Когда-нибудь мы научимся воспроизводить столь сложные природные системы, и сегодня мы сделали первый шаг на пути к этому», — заявили разработчики.
При разработке новой «бионической архитектуры» компьютера Мишель и его коллеги вспомнили один из законов природы, который называется аллометрическим скейлингом. Согласно этому закону, метаболическая мощность животного прямо пропорциональная размерам его тела.
На основании этого принципа разработчики и пришли к решению поставленной задачи.
Недостатков существующих систем построения компьютерных чипов предостаточно. И одной из важнейших проблем является слабо развитая система охлаждения и, как следствие, снижение работоспособности и эффективности процессоров.
В основе трёхмерной архитектуры построения лежит система установки компьютерных чипов друг на друга, благодаря чему ячейки памяти перемежаются процессорами. То есть происходит «запирание» тепла внутри конструкции. А это не есть хорошо для чипов.
Однако разработчики IBM выстраивают чипы в форме плоской решётки, где пространство над ней необходимо для рассеивания излишне вырабатываемого тепла.
Также ученые интегрировали в эту конструкцию систему жидкостного охлаждения, подобно той, которая наблюдается в системе работы двигателей внутреннего сгорания, к примеру, автомобилей. То есть слои чипов чередуются с микроскопическими трубочками с жидкостью.
Далее была организована система одновременной заправки жидкостью и охлаждения.
Инженеры IBM стали искать такую жидкость, которая бы справилась с этими несколькими задачами сразу.
Так, для лабораторных тестов блока «окислительно-восстановительного потока» инженеры выбрали ванадий, который заряжался на электродах и закачивался в компьютер, где потом передавал энергию непосредственно на сам чип.
Несмотря на кажущуюся простоту в дизайне и исполнении новой системы, для ее работы требуется больше электроэнергии, чем производится вообще во всём мире сегодня. Но инженеры IBM уверены, что «электронная кровь» является будущим всей вычислительной техники.
К слову, и коллеги разработчиков IBM, непосредственно не участвующие в разработке компьютера-мозга, также убеждены, что компьютер-мозг в будущем действительно сможет стать намного мощнее всех ныне существующих компьютеров. Однако ему никогда не придётся соперничать с совершенным в своем устройстве мозгом человека.
А забегая совсем далеко в будущее, возможно создание учеными подобно человеческому мозгу компьютера, но уже из биологических материалов, сможет с научной точки зрения еще раз попытаться объяснить появление на Земле «человека разумного» не случайностью, а чьими-то высочайшими технологиями, развитыми задолго до истории человечества.
