Лазерные процессоры в ближайшие годы могут привести к появлению настольных суперкомпьютеров

Исследователи из британского стартапа Optalysys на днях рапортовали о серьезном успехе в области разработки оптического процессора. Согласно заявлению компании, в январе следующего года она представит первый работающий прототип, который по стандартам американского космического агентства НАСА будет иметь 4-й уровень готовности.

Производительность этого процессора оценивается в 340 гигафлопс (109). По меркам супер ЭВМ это весьма скромный уровень производительности (для сравнения один современный десктопный процессор Intel Core i5-2500K 3.3-3.7 ГГц имеет призводительность до 118 гигафлопс), но уже сейчас Optalysys работает над созданием двух прототипов, быстродействие которых к 2017 году достигнет 1.32 и 9 петафлопс (1015), а к 2020 — 300 петафлопс и 17.1 экзафлопс (1018). Напомним, что быстродействие самого производительного на сегодня компьютера, Tianhe-2, созданного китайским Оборонным научно-техническим университетом НОАК, достигает 33.86 петафлопс. К тому времени производительность традиционных, на базе кремниевых процессоров, суперЭВМ по расчетам Optalysys достигнет 1 экзафлопса, т.е. в 17 раз меньше одного из ее прототипов настольного компьютера с лазерным процессором.

Прежде чем перейти к принципу действия созданного Optalysys процессора, давайте рассмотрим характер выполняемых суперкомпьютерами задач. В большинстве случае это чрезвычайно трудоемкие расчеты (такие как прогноз погоды, распознавание образов, имитация ядерного взрыва и т.д.), которые математически описываются при помощи сложных дифференциальных уравнений. Для решения таких уравнений математики прибегают к преобразованию Фурье — операции по разложению исходной функции на элементарные составляющие, позволяющей заменить решение дифференциального уравнения более простыми алгебраическими вычислениями. Для выполнения этих преобразований на традиционном компьютере требуется специальное программное обеспечение со сложными алгоритмами. Особо трудоемкие задачи, вроде описанных выше, зачастую требуют использования супер ЭВМ с миллионами процессоров. Проведение на этом невообразимом количестве чипсетов синхронных вычислений — чрезвычайно сложная задача, требующая соответствующего программного обеспечения.

Вот здесь и проявляется достоинство предлагаемых Optalysys лазерных процессоров. Пучок лазерных лучей направляется на решетку, состоящую из микроскопических жидкокристаллических дисплеев, управление которыми осуществляется входным цифровым сигналом. Таким образом лазерный луч кодируется входным сигналом и передается дальше для последующего преобразования Фурье на оптическом уровне. Благодаря этому все соответствующие вычисления в процессоре происходят одновременно и практически со скоростью света. При этом наращивать производительность лазерного процессора можно при помощи увеличения разрешающей способности жидкокристаллической решетки, в то время как затраченное на вычисления время остается постоянным.

Другим преимуществом созданного Optalysys процессора является очень низкое, по сравнению с классическими суперкомпьютерами, энергопотребление. Если расходы на одно только электропитание Tianhe-2 (который сам по себе уже стоит $320 млн.) составляет $21 млн. в год, то экзафлопсный компьютер с лазерным процессором можно будет питать от обычной электрической розетки, расходуя на это £2,100 в год. По словам основателя и главы компании, д-ра Ника Нью (Nick New), «будучи амбициозными, наши цели вполне достижимы, и мы уверены, что технология Optalysys изменит правила игры в глобальной науке и технике«.

Optalysys по наводке Engadget

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *