В России уже не первый год говорят о создании собственного фотонного суперкомпьютера, и сейчас такой проект действительно не кажется чем-то заоблачным. Крупные российские ученые, по крайней мере, вполне допускают его появление в этом десятилетии и готовы заниматься разработками. С точки зрения прогресса создание фотонной техники — также очень важный шаг, поскольку она позволит тысячекратно нарастить производительность.
Почему будущее именно за фотонной техникой
Фотонная вычислительная техника в сущности выполняет те же задачи, что и стандартная электронно-вычислительная. Если рассматривать глобально, то фотонный вычислительный комплекс отличается от электронного лишь тем, что электрический ток заменён на свет, а значит, менять набор программ, который создавался на протяжении последних 50 лет, не нужно. Иными словами, на фотонном процессоре можно в теории запустить, допустим, ОС Android или Linux.
Загвоздка здесь в том, что при миниатюризации возникает много проблем с электрическим током, и главным образом речь идет о критическом росте токов утечки. Утёкший из канала ток мешает работать соседним транзисторам и попросту тратится на нагрев кристалла. Из-за этого, в частности, растёт тепловыделение процессоров до такого порога, когда отводить больше тепла от небольшой поверхности кристалла становится невозможно. И современные процессоры уже очень близко подобрались к этому пределу.
На практике это означает, что уменьшать техпроцесс уже некуда и повышать тепловыделение ради большей производительности тоже становится некуда. Современные полупроводники, таким образом, заходят в двойной тупик, а вот свет (конечно, в зависимости от длины волны) лишен этих недостатков. А потому теоретически потенциал его миниатюризации выше.
Отметим, что российские специалисты обладают высокими компетенциями в оптике, в том числе и благодаря советскому наследию, так что разработками есть кому заняться.
IT-проект SFERA — один из самых ярких и амбициозных в России. Компания разрабатывает многофункциональное мобильное приложение, релиз которого совсем скоро. Ознакомиться подробнее можете по ссылке. Скачивайте приложение в раннем доступе в Google Play и AppStore. Спасибо!
Концепция отечественного суперкомпьютера
Идея проекта принадлежит главному научному сотруднику Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики Сергею Степаненко, который ранее занимался созданием лучших мультипроцессорных систем в России. Его прежние разработки не уступали зарубежным аналогам, а теперь у ученого появится шанс сделать нечто даже более прорывное.
Фотонный суперкомпьютер должен уметь выполнять >10²¹ операций в секунду, что больше, чем у самого быстрого компьютера из ныне существующих: быстродействие американского Frontier составляет 10¹⁸ операций в секунду. Добиться таких показателей Степаненко планирует путем использования пассивных оптических логических элементов, основанных на интерференции. Суть заключается в том, что скорость работы при этом повышается с гигагерц до терагерц, что в 1000 раз больше — это является главным ультимативным преимуществом российской разработки.
Всерьез о новом проекте заговорили летом 2022 года на XI Национальном суперкомпьютерном форуме. Ответственность за разработку легла преимущественно на Национальный центр физики и математики (Саров), который, безусловно, будет привлекать другие организации для производства отдельных компонентов. Так, создать ПО предложили Институту программных систем имени А. К. Айламазяна РАН.
«В предыдущие годы проведены эксперименты на уровне, когда просто проверяется принципиальная возможность реализации такого проекта. <...> Сегодня понятно: принципиальная возможность есть», — подчеркнул Сергей Абрамов, руководитель Исследовательского центра мультипроцессорных систем ИПС РАН, главный конструктор отечественного суперкомпьютера «СКИФ-Аврора», член-корреспондент РАН Сергей Абрамов («Российская газета»).
И действительно: уже были проведены испытания на макете с вполне солидной частотой 2,5 Ггц, в результате чего теоретические выкладки ученых подтвердились. Так что вполне возможно, что фотонный суперкомпьютер — не запредельное будущее, а подступающее настоящее. План работ уже составлен, и новая машина, согласно нему, может появиться еще до 2030 года.
Применять разработку можно будет во множестве технологических областей, включая и востребованную сейчас сферу искусственного интеллекта:
«И сейчас мы сформулировали предложение о том, чтобы создать суперпроизводительный фотонный вычислитель и применить его для развития искусственного интеллекта с совершенно другими возможностями в плане объемов обработки информации, получения сильного ИИ», — рассказал научный руководитель Национального центра физики и математики Александр Сергеев (ТАСС).
🚫Мы много сил вкладываем в качество статей. Поддержите нас лайком и подпиской, если вам это нравится.
Читайте также:
Материал создан при поддержке проекта SFERA
