Некоторое время назад компания HP продемонстрировала технологию, которая позволила использовать для создания чипов памяти мемристоры вместо традиционного кремния. Разработки в данном направлении продолжаются и теперь исследователи поделились некоторой дополнительной информацией.
Так, в компании HP заявляют, что ее разработчикам удалось создать многослойную структуру мемристоров, что позволяет существенно (приблизительно, в 10 раз) увеличить плотность памяти. Кроме того, разработчики намерены внедрить архитектуру мемристоров в будущих серверах и центрах данных, в которых объемы хранимых и обрабатываемых данных увеличиваются в геометрической прогрессии.
Одной из особенностей архитектуры мемристора является его возможность динамически изменять состояние от выполнения логических операций к хранению информации. В результате, по словам Стена Вильямса (Stan Williams), который занимает пост директора подразделения HP Information and Quantum Systems Lab, за счет использования мемристоров можно прийти к новой парадигме компьютерных вычислений, которая подразумевает реализацию вычислений в том же чипе, где хранятся данные. Таким образом, отпадет необходимость использования отдельного процессора и отдельных хранилищ информации, а также магистралей, по которым передаются данные между ними.
В настоящее время разработчики проводят эксперименты по внедрению технологии мемристоров и пересмотру баланса фундаментальных компонентов компьютерных систем. В результате ими был разработан чип, получивший название Nanostore. Фактически, данный чип представляет собой трехмерный массив вычислительных ядер, объединенных с энергонезависимыми мемристорными ядрами (NVRAM). Таким образом, данные хранятся непосредственно в самом процессоре. За счет такой интеграции удается достичь десятикратного увеличения показателя производительности при пересчете на затраченную энергию. В будущем данный показатель можно будет еще улучшить.
По словам одного из разработчиков Парта Ранганатана (Partha Ranganathan), первые коммерческие устройства на основе Nanostore могут появиться на рынке через пять лет. Ближе к концу этого года компания HP намерена опубликовать более подробные сведения о Nanostore и новом энергоэффективном процессоре, получившем кодовое название Microblade.
Пока что отмечается, что в HP разработали три отдельных вида моделей серверов, которые оптимизированы для различных вычислительных нагрузок. При пропорциональной модели производительность сервера динамически увеличивается или понижается в зависимости от нужд приложений. При консолидированной модели множество отдельных задач выполняются в пределах системы. При модели, основанной на Microblade, задачи разделяются на множество параллельных компонентов и выполняются на множестве энергоэффективных процессоров или ядер. Последняя модель позволяет создавать достаточно доступные, производительные и экономичные кластеры.
Ученые из исследовательского подразделения HP разработали технологию, которая позволила использовать для создания чипов памяти так называемые мемристоры вместо традиционного кремния. Впервые такой элемент был создан еще в 1971 году, но лишь в 2008 он нашел свое применение в лабораториях HP. Особенностью мемристора является то, что его сопротивление зависит от полярности прилагаемого напряжения и у данного элемента есть эффект памяти.
Главной проблемой в использовании мемристоров в качестве ячеек памяти являлась их низкая скорость переключения из одного состояния в другое. Ученые из HP решили ее, доведя скорость переключения до показателей, сопоставимых с кремниевыми элементами. К тому же мемристоры конструктивно намного проще современных кремниевых транзисторов, используемых в чипах памяти, и при этом они способны хранить информацию без постоянной электрической подпитки.
Среди плюсов новой технологии HP выделяет возможность создания трехмерных массивов из ячеек памяти на основе мемристоров. В течение ближайших лет ученые обещают добиться плотности записи в 20 ГБ на квадратный сантиметр, но это лишь начало. Новая разработка обладает огромнейшим потенциалом в сравнении с традиционными кремниевыми технологиями, которые практически достигли своего предела миниатюризации. Например, наиболее продвинутые кремниевые электронные элементы обладают размерами 30-40 нанометров, в то время как уже существуют полностью функциональные 3-нанометровые мемристоры, способные переключаться от одного состояния к другому за одну наносекунду (одна миллиардная секунды).
http://itc.ua/node/46688