Для того, чтобы справиться с постоянно увеличивающимися объемами цифровой информации, производимой во всем мире, производители вычислительной техники делают упор на увеличении количества ядер процессоров и более широком внедрении технологий параллельных вычислений. Ярким примером тому является то, что самый мощный суперкомпьютер на сегодняшний день имеет более 10 миллионов вычислительных ядер. Но специалисты компании Hewlett Packard Enterprise (HPE) нашли новый путь увеличения эффективности вычислительных систем. И созданная ими принципиально новая архитектура стала основой первого опытного образца вычислительной системы под названием «The Machine».

Основой всех нынешних компьютеров является редко один или чаще несколько процессоров, каждый из которых способен выполнять в один момент времени только одну задачу. Существуют, конечно, методы разделения программ на цепочки и другие технологии реализации многозадачности. Но все равно, эти цепочки обрабатываются одним процессором, имеющим свой собственный и не очень большой объем памяти. Такой подход приводит к дополнительным затратам энергии и времени, тратящихся на пересылку данных между процессорами, памятью и системами хранения информации. Нынешняя архитектура вычислительных систем постоянно модернизируется, но в ней, как и прежде, имеется целый ряд узких мест, от некоторых из которых избавиться не удастся принципиально.

Проект «The Machine» изначально разрабатывался с прицелом на обработку огромных объемов информации. Ключевым моментом нового подходя является то, что специалисты Hewlett Packard именуют термином «Вычисления на основе памяти» (Memory-Driven Computing). В этой новой архитектуре все процессоры системы имеют равный доступ к одному общему огромному массиву памяти.

В опытном образце «The Machine» доступ к 160 Тб памяти имеют 40 вычислительных узлов. Это делает систему самым большим массивом памяти на сегодняшний день, находящимся в одном месте. При этом, в массиве используется энергонезависимая память, благодаря чему данные хранятся и обрабатываются в одном и том же месте, избавляя от необходимости их передачи «на длительное хранение» в другие части вычислительной системы. Специалисты Hewlett Packard при создании «The Machine» разработали и реализовали универсальный протокол доступа к памяти, который делает систему максимально эффективной, модульной и масштабируемой до любого уровня.

Связь между процессорами, памятью и другими узлами системы максимально ускорена за счет использования фотоники. Информация, передаваемая через оптоволоконные ленты, в которых организовано множество оптических каналов, позволяет системе работать быстрее и расходовать меньше энергии, требующейся ей непосредственно для работы и для охлаждения.

Несмотря на то, что система «The Machine» и так обладает рядом впечатляющих характеристик, она не раскрывает даже доли потенциала новой архитектуры, демонстрируя только ее эффективность, универсальность и другие преимущества. В ее нынешнем виде новая архитектура может поддержать систему, объем памяти которой составляет до 4096 йотабайт (1 йотабайт – это 1 триллион терабайт).

«Новая архитектура, которую мы сейчас предлагаем, подходит для использования в любой вычислительной категории» – пишут представители компании Hewlett Packard, – «На ее основе можно будет создать сверх-суперкомпьютеры, имеющие доступ сразу ко всей информации, произведенной человечеством за всю историю, и она также идеально подходит для создания систем искусственного интеллекта».