Идея создать вычислительную машину, которая бы с легкостью обрабатывала огромные массивы данных, потребляя, при этом, минимум энергии, далеко не нова. В России разработки в этой области ведутся далеко не первое десятилетие. Однако, если ранее они не приводили к революционным открытиям и созданию уникальных технологий, вынуждая ученых применить существующие сверхмощные компьютеры для сложных расчетов или купить выделенный сервер для размещения сайта, то сегодня прорыв в отрасли, кажется, совершен! Представители государственной корпорации «Росатом», которым принадлежит Российский федеральный ядерный центр, расположенный в городе Сарове Нижегородской области, отчитались о создании модели, не имеющей аналогов в мире. Фотонная вычислительная машина, представленная сотрудниками НИИ экспериментальной физики при РФЯЦ, оказалась намного компактнее, продуктивнее и перспективнее, чем любые ЭВМ, существовавшие до нее.
В отчете, посвященном этому ноу-хау, отмечается, что группа ученых-физиков долгое время билась над решением проблемы создания оптического или фотонного компьютера, условно обозначенного как ФВМ. Требовалось найти такой механизм, который бы позволил передавать данные с помощью импульсов лазерного излучения, что позволило бы отказаться от использования классической электроники. В итоге машина была сконструирована из двух частей: электрической и фотонной. Принцип ее работы таков: машинный код, отправляемый оператором, транслируется в лазерные импульсы, которые переправляются по волноводам в фотонный процессор. Внутри данного механизма происходит взаимодействие поступающих ресурсов, сродни тому, что наблюдается и в классических ЭВМ. Когда процесс завершен, лазерные лучи из процесса вновь переходят в электронную часть, где оптическая информация становится электрической, чтобы быть доступной для конечного пользователя. Эта схема стала рабочей только после того, как удалось минимизировать частоту преобразований между двумя полярными элементами системы: световой и электрической составляющими. Указанный механизм был протестирован разработчиками и реализован в качестве рабочей модели. Более того, его успели даже запатентовать соответствующим образом.
Главным преимуществом новинки является ее компактность при грандиозной производительности и экономии ресурсов. Так, решая те же задачи, что и полупроводниковые аналоги, оптическая система потребляет в 10-100 тысяч раз меньше энергии. Создатели мегакомпьютера отмечают, что производительность процессора, разработанного в их лаборатории максимально достигает 50 петафлопсов при пиковой мощности 100 ватт. Что касается применения подобных разработок, есть предположения, что с их помощью можно будет заниматься научными разработками будущего, например проводить обработку данных, касающихся генной инженерии.
Схожие разработки ведутся по всему миру
Эксперты по вычислительным мощностям отмечают, что создание фотонного суперкомпьютера — одна их главных задач инженеров современности. Ее решают множество специалистов в разных уголках планеты, каждый из которых стремится запатентовать собственное изобретение даже на уровне модельного эксперимента. Некоторым гениям удалось даже создать прототипы квантовых вычислительных машин. О выпуске последних в качестве коммерческого варианта уже ведутся переговоры. Однако как фотонные, так и квантовые разработки, при всей их функциональности, экономичности и универсальности, по прежнему остаются недостижимыми для простого потребителя. Главным образом, по причине их крайне высокой цены.
