The Machine. Новая компьютерная архитектура от HP


    Эксперимент с мемристорами в HP

    Корпорация HP рассчитывает произвести настоящую революцию на рынке информационных технологий. Проект под названием The Machine — это попытка разработать новую компьютерную архитектуру, с новой операционной системой и новым типом ОЗУ на мемристорах, которые лишены ограничений современной DRAM и флэш-памяти и предполагают сверхвысокие скорости передачи данных.

    Над амбициозным проектом работает 75% персонала HP Labs, пишет BusinessWeek.

    Компания утверждает, что выведет на рынок новую технологию в течение ближайших нескольких лет. На карту поставлена репутация HP, слишком много ресурсов вложено в этот проект. «Нам кажется, что у нас нет выбора», — говорит Мартин Финк (Martin Fink), технологический директор HP Labs, который огласил грандиозные планы HP на вчерашней конференции.

    Несколько десятилетий назад разработка с нуля новой компьютерной архитектуры не было чем-то особенным. Этим занимались Intel, IBM и та же Hewlett-Packard. Разработка каждого такого проекта открывала потенциально новый рынок, а разработчики снимали сливки. Сейчас HP Labs хочет повторить то же самое.

    Проект The Machine начался два года назад, когда Финка назначили на должность технологического директора HP Labs. Архитектура предполагает использование мемристоров в качестве ячеек ОЗУ. Мемристор — пассивный элемент в микроэлектронике, способный изменять своё сопротивление в зависимости от протекаюшего через него заряда (в нынешней форме его изготавливают из оксида тантала). Теоретически, он может заменить транзисторы в микроэлектронике, должен быть более ёмким и быстрым, чем современная флэш-память и DRAM. Мемристор «запоминает» проходящий заряд, так что сохраняет информацию даже при отключенном питании. Это позволит сделать более компактной архитектуру ПК, отказавшись от ставших ненужными компонентов. Информационная плотность памяти на мемристорах настолько превышает существующие технологии, что, по оценкам HP Labs, объём данных современного дата-центра можно вместить в несколько серверных стоек!

    Вдобавок к мемристорам, проект The Machine предусматривает использование шины данных, работающей по технологиям кремниевой фотоники, то есть сигнал передаётся лазером, а не по медным контактам.

    Мемристоры используются и как ОЗУ, и как накопитель данных, что значительно увеличивает скорость обмена данными с ЦПУ.

    Об операционной системе Machine OS пока известно немногое. Только то, что она будет с открытым исходным кодом и должна максимально использовать преимущества нового аппаратного обеспечения. Отдельная группа разработки в HP Labs трудится над созданием дистрибутива Linux для тех же целей, ещё одна группа создаёт Android-версию.

    Проект The Machine не имеет чёткого дедлайна: разработчики говорят, что продукт может выйти и в 2017 году, и в конце десятилетия.

    В общем, не перевелись ещё в ИТ-бизнесе романтики, которые верят в революцию. Похоже, Мартин Финк — один из них. В то же время, независимые аналитики с большим сомнением смотрят на эксперимент HP, хотя и надеются, что он завершится успехом.

    Ключевая презентация HP Labs по мемристорам от 2010 года
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама
    Комментарии 62
    • +8
      Душевно. Мгновенное восстановление после перезагрузки, так как оперативная память никогда не обнуляется? Хотя все равно время на самодиагностику нужно небольшое. Тут скорее интересна концепция программ, которые не нужно считывать для загрузки в оперативную память. Они фактически уже в ней. Вообще, им будет непросто. Всю парадигму ломают полностью.
      • 0
        В любом случае какой-то образ на классическом долговременном хранилище иметь придется. Например: побился софт или драйвер в памяти. Система ушла в ребут, обнулив оперативку, заново загрузилась с харда (опционально отключила драйвер) и все хорошо. А здесь так не получится.
        • 0
          Бэкап на классическом жестком диске :-)
          • 0
            Как не получится? Говорится ведь о технологии, а не о том, что оперативная память и память (то есть HDD) будут вместе. Все будет нормально там.
            • 0
              Тогда смысл? Преимущество общей памяти — можно перераспределить по потребностям. не хватает ОЗУ — добавил кусок из общей памяти… а если зафиксировать жестко какой-то объем RAM и использовать его именно как оперативку, то тогда и приложения туда загружать придется либо давать прямой доступ процессору в общее пространство а это чревато безопасностью — потенциальная ошибка в программе может разнести все данные находящиеся не только в RAM но и в основной памяти машины. В классической системе такая ошибка порушит только RAM и маловероятно что затронет большую часть долговременной памяти.
              Хотя такую архитектуру уже проходили — старенькие КПК в которых все держалось исключительно в RAM, а встроенная флеш-память использовалась в качестве установочной. Чуть не уследил за батареей — имеешь девственно чистый КПК…

              Можно конечно сделать выбор динамический — все что не занято основной памятью то считается оперативной, но поскольку это деление программное… то потенциальная ошибка распространится на весь объем памяти. Спасёт разве что физический переключатель, который укажет объем непосредственно адресуемый процессором.
              • +1
                Думаю, память будет в виде файла подкачки (или раздела), или что-то в этом роде. Или, может, вообще исчезнет — зачем грузить в оперативную память, если и в обычной достаточно быстро обрабатывается (допустим, у каждой программы будет файл со вспомагательными даними).
                • +5
                  Сразу вспомнился этот слайдер: yadi.sk/d/EFRauS6WTC8YV
                  • +1
                    попахивает mmap =)
                    • 0
                      потенциальная ошибка распространится на весь объем памяти.
                      Менеджер виртуальной памяти с контролем доступа решает. Если мы тут говорим не о том исчезающе редком случае, когда сам менеджер памяти повреждён.
                      • 0
                        А как он отличит запись в RAM от записи в основную память? Если адресное пространство одно для всех видов памяти… какой-то код работает с данными в оперативной памяти и из-за ошибки(сбойнул один бит в переменной указателя) стал писать в область основной. Как менеджер памяти решит что это ошибочная запись?
                        • 0
                          Отличать что-то — вообще не его задача. У него есть таблицы сопоставления адресов виртуальной и реальной памяти с соответствующими доступами, он по ним работает. Если данный процесс не имеет доступа на запись в какую-то область вне своего сегмента данных, ОС не допускает ошибочную запись. Методы изоляции процессов вполне успешно работают в современных системах, не вижу каких-то принципиальных проблем для новой архитектуры.
                          • 0
                            Ну правильно, практически любое приложение имеет доступ к диску. т.е. у большого количества кода будет доступ к общей памяти.
                            Да, если уж память настолько быстрая, то любая проверка доступа будет сильно тормозить доступ к памяти.
                            • 0
                              Всё потому, что привыкли к бардаку с правами на файлы :). А большие возможности привнесут больше ответственности. Проверка доступа, конечно, будет тормозить доступ к памяти, но, имхо, это в любом случае лучше, чем давать клиентскому софту бесконтрольный доступ к памяти.
                    • 0
                      А MMU не решит эту проблему?
                      • +2
                        Memory management unit — нет не решает. Решает он эту проблему только в ситуации «когда все хорошо». А если пошел какой-то сбой в программе, в том числе в самом MMU, процессор стал выполнять беспорядочно какие-то инструкции, гадит в память не смотря на границы памяти и т.д.
                        Винчестер в таком режиме довольно трудно попортить, поскольку для осуществления операции записи необходимо четко сформировать последовательность действий и команд, малейшее нарушение которых не произведет запись. Именно контроллер винчестера и является тем барьером памяти, который более-менее защищает от разрушения хранящихся данных неисправной системой.
                        Добавлять же подобный барьер в такой тип памяти — значит свести все её преимущества на ноль. Нужен совсем другой подход к этому вопросу — либо строгий аппаратный контроль разделения памяти на типы либо физическое разделение областей памяти, как это существует нынче.
                        • 0
                          Можно предложить другой подход — избыточность. Собрать кластер из одинаковых модулей. Каждый пусть работает максимально быстро, а между ними поставить барьеры. Сложные задачи могут считаться параллельно, а поскольку диски зеркалируются, лёгкие приложения можно запускать на любой ноде, и каким-то образом сводить результат на один десктоп. Чтобы данные с испорченной ноды не затёрли все копии, при синхронизации должно быть журналирование с возможностью отказа. Сроки хранения истории зависят от категории данных.
                  • +2
                    Поделить память на статическое\динамическое.
                    • +2
                      Комп испортился. Иди и покупай новый. Пользователь не должен думать о перезагрузках и т.д.
                      • +1
                        Комп не испортился в моем примере. Испортились данные. А данные куда важнее чем железка обычно.
                    • +2
                      Эта концепция, вообще-то не нова. У того же голубого гиганта as/400 и иже с ней дисковая и оперативная память тоже сто лет как едины.
                      • +3
                        В ранних Palm-ах все программы в ОЗУ хранились, и загрузки не требовали, иллюзия многозадачности была :)
                        • +2
                          и не тормозили на 20МГц-процессоре :)
                        • +2
                          Вот тут и Фантом Завалишина пригодился бы.
                          • +3
                            Тут скорее интересна концепция программ, которые не нужно считывать для загрузки в оперативную память. Они фактически уже в ней.

                            На самом деле подобное уже довольно успешно реализовалось, например, в Palm OS.
                            Обзорная презентация: Palm OS memory management
                            Впрочем, остатки былого величия Palm, Inc. купила как раз HP.
                            • 0
                              В 2010 году была статья на Хабре про ОС для подобной архитектуры — Танго. Но официальный сайт давно уже кончился, и проект, судя по всему, заглох, а автор оставил последний комментарий аж в 2011 году.
                            • +8
                              идеальное железо для Фантом ОС
                              • +1
                                Имхо, как раз наоборот. Основная фишка фантома окажется реализованной в железе. И в полный рост встанут минусы оси. Такие как отсутствие софта и пр.
                                • +1
                                  В полный рост отсутствие софта встанет для всех ОС вообще, да и сами ОС придется очень сильно переделывать, чтобы они вообще могли работать.
                                  • 0
                                    HP сейчас зарабатывает больше на серверах. Лучше бы им забыть про десктоп, софт и ОС. Вместо этого продавать аппаратные решения. Например, HTTP-сервер, раздающий исключительно статику, но много и быстро. Или SQL/NoSQL со 100-ТБ базой в оперативной памяти. Если их обещания на порядки повысить плотность хранения выполнятся, такие решения будут очень востребованы.
                                    • +5
                                      Я думаю вам нужно написать им письмо, где ясно и четко разъяснить преимущество указанных вами направлений.
                                    • 0
                                      Если просто заменить оперативу в классической системе на мемристорную, то почему бы софту не работать? Другое дело заточенные под это дело более эффективные проги. Вон в статье написано про линукс. Значит с портированием проблем всё-таки особых нет.
                                      • 0
                                        Я подразумевал революционный случай объединения оперативки и постоянных носителей — замена дисковых, SSD, флеш и прочих оптических на полностью единое пространство памяти. Просто замена оперативки в классической не несет больших проблем — гибернация есть уже сейчас, а это будет по сути та же гибернация, но без пересохранения оперативки на постоянный носитель.
                                        • 0
                                          Простая замена — тоже офигенный скачек вперед. Из баз данных можно повыкидывать журналы, можно повыкидывать большую часть УПСов.
                                          Вернее не «тоже», а это основная выгода. А единое адресное пространство будет иметь смысл в осях типа сингулярити, где сплошной байткод, нет страничной памяти и прочее. И цель перехода на единое адресное пространство довольно расплывчатая. Сингулярити делалась с прицелом на безопасность путем статической проверки байткода перед попаданием его в систему. Но что-то особого ажиотажа не возникло, видимо, большинство считает, что оно того не стоит, деньги и время тратить на это.
                                          • +1
                                            Из баз данных можно повыкидывать журналы

                                            Извините, но вы большой фантазер. Есть куча других причин, кроме пропадания питания, из-за которых база данных может быть разрушена.
                                            можно повыкидывать большую часть УПСов

                                            Бесперебойники ставят не только из-за пропадания питания. Железо оно вообще очень не любит стартовых бросков тока.

                                            Насчет Сингулярити не буду комментировать — это не конечный продукт, а лабораторная разработка. Любая технология должна быть минимально отработана, чтобы ее можно было выкатывать клиенту.
                                            • 0
                                              То вы пишете про необходимость переписывания всего софта под революционные технологии, то про то, что они не революционные на самом деле и всё решается гибернацией уже сейчас, то про надежные обкатанные технологии, которые всем нужны. У вас такое хобби, оспаривать вырванные из контекста чьи-то заявления, не придерживаюсь при этом самому никакого мнения?
                                              • +1
                                                Смею заметить, что я лишь привел доводы, что ваши выводы, о положительных аспектах новой технологии, основываются на неверных предпосылках. Перечитайте всю ветку с самого начала и поймете, что ваш диалог был также не последователен, а я как раз в нем и участвовал.
                                • +8
                                  Компания должна обладать колоссальной долей мужества и горой амбиций что бы пойти на подобный шаг. Очень надеюсь на то что у них все получится
                                  • +18
                                    Компания утверждает, что выведет на рынок новую технологию в течение ближайших нескольких лет.
                                    Проект The Machine не имеет чёткого дедлайна: разработчики говорят, что продукт может выйти и в 2017 году, и в конце десятилетия.


                                    Ализар, пжлст.
                                    • +4
                                      Всё зависит от трактовки фразы «ближайшие несколько лет». В принципе, даже 6 лет (если речь идёт о конце десятилетия) — это «несколько».
                                      • –2
                                        Несколько — это всё таки меньше десяти. Да и 2017 год легко можно трактовать как коец десятилетия. А можно сказать, что имели в виду десятиление от 2014 года, тогда и 2022-2023 — это тоже в конце десятилетия :)
                                        • 0
                                          eugenius_nsk:
                                          — В принципе, даже 6 лет (если речь идёт о конце десятилетия) — это «несколько»
                                          Doktor_Gradus:
                                          — Несколько — это всё таки меньше десяти

                                          Я вас, возможно, удивлю, но 6 — это таки меньше десяти :)
                                    • +1
                                      Возможность переконфигурировать области кристалла память-логика тоже имеет невероятный потенциал.
                                      Любое решение подразумевает компромисс м\у скоростью и объемом используемой памяти. Если у них получится сделать массив универсальных
                                      перестраиваемых ячеек, тогда гибкость вычислителя для разных классов задач качественно повысится.

                                      • 0
                                        ПЛИС, которую не надо конфигурировать при каждом запуске — это круто. Интересно, насколько возрастет производительность, если ее сделать на базе мемристорных ячеек.
                                        • 0
                                          Тут много памяти не нужно, FRAM не подойдет?
                                          • 0
                                            Ну смысл в том что она оказывается сразу готовой к работе, а инициализация обычной плисины может занимать несколько секунд для объемных чипов.
                                      • 0
                                        Транспьютеры, основанные на чем-то похожей идее, не получили распространение из-за проигрыша дешевой специализированной логике. Переносить абстракции от БИС на их элементы, конечно, не очень хорошо, но кажется что выйдет то же.
                                      • +6
                                        Интересно. RAM, ROM, HDD, CPU может быть реализовано ячейками одного типа.
                                        Это больше похоже на мозг — железо везде одинаковое, но блоки различаются специализацией по выполняемым функциям.
                                        Например, софт для модуля Storage реже обновляется и написан надёжнее, чем для CPU.
                                        Если его поразит вирус и Storage откажется от взаимодействия с CPU, самостоятельно выполняя программы — для архитектур Фон-Неймана такое и представить нельзя было (шизофрения машины)
                                        • +13
                                          Гораздо интереснее, если блоки не будут различаться, а точнее, они вообще не будут выделены жёстко. Пусть работает по принципу шоггота: что где понадобилось, то в нужном месте отрастил, когда больше не нужно, ассимилировал. Скажем, для трудных задач на лету перестраивать неиспользуемую память в дополнительные вычислительные блоки.
                                          • +12
                                            На этом комменте у меня вспотели ладошки!
                                            • +4
                                              а мне почему-то напомнило вот это:
                                              image
                                            • +2
                                              Сейчас тоже все реализовано ячейками одного типа, транзисторами.
                                              На описанное вами больше походит ПЛИС, но там тоже блоки по функциональным признакам разбиты, логика-память-вычислители.
                                              Думаю, на универсальность слишком много затрат, которые перекрываются лучшими параметрами при специализации.
                                              • 0
                                                Вовсе нет. HDD, SSD, DRAM — принципиально другие элементы
                                                • +2
                                                  HDD — да, магнитное хранение информации, но интерфейс к ней, построен на транзисторах.
                                                  SSD — нет, ячейки построены на транзисторах, пусть необычных, но транзисторах.
                                                  DRAM — нет, всегда к конденсатору был приделан транзистор (-
                                                  • 0
                                                    В SSD другой транзистор. Так можно всё считать «твердотельным/полупроводниковым элементом».

                                                    DRAM — конденсатор портит единообразие.
                                                    В SRAM — ячейка чисто на транзисторах, вот она однородна с логикой.
                                                    • 0
                                                      Вот я про что и говорил. Различия между функциональными блоками большие.
                                                      Получается, если сделать один универсальный элемент, в полупроводниковом базисе,
                                                      который работал бы и логикой, и памятью, и управлением, и чем-то еще, то он получится очень большим.
                                                      Зато массив той же памяти можно утоптать гораздо плотнее.
                                                      Как новая технология повлияет — неизвестно,
                                                      но думаю там сохранится такое же отношение, когда универсальный блок хуже,
                                                      чем фермы однотипных специализированных элементов.
                                              • +1
                                                Да, стираются границы между компонентами архитектуры фон Неймана )
                                              • +10
                                                Чёрт побери! Даже я уже узнаю ализара по тексту. Читается по диагонали, информации очень мало, воды много.
                                                • +1
                                                  над такими проектами готов был бы работать даже на энтузиазме!
                                                  • +1
                                                    Они, помнится, обещали выпустить память на мемристорах для замены флешек, SSD и жёстких дисков, и всё откладывали и откладывали и так пока и не выпустили.
                                                    • +1
                                                      Моя вера в компанию «Ну что же ты, Паккард» как в инновационную, сильно пошатнулась после того, как они купили Palm, после чего спустя год платформа окончательно загнулась (а я ведь до сих пор использую Palm Tungsten T3). Впрочем, время покажет.
                                                      • 0
                                                        Презентация «The Machine» на P Discover General Session Day 2
                                                        www.youtube.com/watch?v=JzbMSR9vA-c&feature=player_embedded
                                                        Meg Whitman & Martin Fink HP Discover General Session Day 2

                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.