2013-10-18

IBM、「電子血液」によるコンピューターを発表。

BBC Newsは、IBMが「電子血液(electronic blood)」によって動力が供給された、新しい脳に刺激されたコンピューター(new brain-inspired computer)のプロトタイプを明らかにしたと報告した。

IBMは、私たちの心のように、液体によって燃料を供給され、冷やされたコンピュータの建造により、自然からそれが学習していると言った。

人間の脳は小さなスペースに驚異的な計算能力を詰めて、20ワットだけのエネルギーを使用している。
IBMは効率が、それに一致することを切望している。

その新しい「酸化還元反応のフローシステム(redox flow system)」はコンピューターを通って電解質「血液」を汲み、積載能力の中で獲得し、また熱を外に放出する。

ロトタイプはパトリック・ルーシュ博士(Dr Patrick Ruch)およびブルーノ・ミヘル博士(Dr Bruno Michel)によって、技術大手のチューリッヒ研究所(Zurich lab)で今週実証された。

それらのビジョンは、2060年までに、現在のフットボール場の半分を満たす1台のpetaflopコンピューターを、あなたのデスクトップ上で適合できるようになる。

「私たちは、角砂糖の内部のスーパー・コンピューターに適合したい。」
「それをするために、私たちは、エレクトロニクスのパラダイム・シフトを必要とします。私たちは脳によって動機づけられる必要があります。」とミヘルが言った。

「人間の脳は今日どのコンピューターより10,000倍濃厚でより効率的です。」
「熱とエネルギーを輸送する毛細管および血管のネットワークは、すべて同時に、それが1つだけを使用するので、それは可能です。非常に効率的です。」
IBMの最も聡明なコンピューターは、現在までワトソンであった。
それは、有名に米国テレビ・クイズ番組危険の2人のチャンピオンを打ちのめした。

勝利は認識コンピューティング用の目標として迎えられた。
機械は人を越えた。

しかし、コンテストは不公平だったとミヘルは言った。

ケン・ジェニングス(Ken Jennings)およびブラッド・ラター(Brad Rutter)の脳は20ワットだけのエネルギー上で走った。
しかし、ワトソンは85,000ワットを必要とした。

計算能力ではなく、エネルギー効率が、コンピュータ・チップの次世代の指針と、IBMは信じている。

半世紀間ムーアの法則によって力で2倍になっている私たちの現在の2Dシリコンチップは、それらがさらに縮むと必ず、過熱する物理的限界に接近している。

「コンピューター産業はUS$300億のエネルギーを使用し、窓からそれを投げ出します。」
「私たちは、US$300億の熱風を作成しています。」とミヘルが言った。

「99%のコンピューターのボリュームは、冷却と動力を供給することに専念します。1%だけがプロセス情報に慣れています。また、私たちは、よいコンピュータを建造したと思います?」
「脳は、エネルギー用の10%および冷却だけ、そして、そのボリュームの40%を機能的な実行に使用します。」

ミヘルのビジョンは、動物の同化作用の力が、その身体サイズにつれて増加するところで、自然法(相対成長率)のうちの1つによって励起されて、新しい「バイオニクス・コンピューティング・アーキテクチャー向け」である。

例えば象の重量は、100万匹のハツカネズミもの量に、匹敵する。

しかし、それは、30倍消費し、より少ないエネルギーで、そのタスクを行なうことができ、100万匹のハツカネズミさえ遂行することができない。

同じ原理はコンピューティングにおいても該当する、とバイオニクスのビジョンに3つの中核設計特微があると、ミヘルが言った。

チップ、およびプロセッサーと織り交ぜられた記憶・デバイス・ユニットが高く積み重ねられて、1番目は3Dアーキテクチャーであった。

「それは、すべては水平に広げられる低層の建物と高層ビルの間の差である。」
IBMチューリッヒの管理者マッテヤ・カイザーベルス(Matthias Kaiserswerth, director of IBM Zurich)が「それは接続距離を短くします」と言った。

しかし、現在のチップが、アメフトのパンケーキである非常に正当な理由がある。空気への露出は、これまでにより小さなトランジスタで発生する猛烈な熱を消すために重要であった。

互いの上にチップを積むことは、3Dコンピューティングへの主な障害物として、この熱を内側にロックする。

IBMの解決は、チップが小さな送水管で相互層になる統合液体冷却であった。

液体冷却の芸術は、Aquasarによって実証された。またその回路を冷やすために、ドイツのスーパー・コンピューターSuperMUCの内部に温水を利用して置く、ひねくれ他方法もある。

その結果、SuperMUCは、より40%少ない電気を消費する。

本当に脳の驚異と一致するIBMがいなかったならば、それが達成するに違いない3番めの進化段階があります-同時の液体燃料供給および冷却。

本当に脳の驚異にマッチするためにIBMが提供しなければならない3回目の進化のステップ、同時の液体燃料と冷却がある。

ちょうど血液が1つの手の中に砂糖を与えて、別のものを備えた熱をとるように、IBMはマルチタスク流体を捜している。

バナジウムVanadium()は、単純なバッテリーに似て、それらは、現在の一種の酸化還元反応のフロー・ユニット(a type of redox flow unit)の実験室試験システム(current laboratory test system)で最良の実行者である。

最初に、液体(電解質)は電極によって課され、そこでは、チップへのエネルギーを放出し、次に、コンピューターに送り込まれる。

酸化還元反応のフローは、新技術から遠い。
また、どちらも複雑で、特にそれではない。

しかし、IBMは、最初に将来のコンピューターの食品として、「電子血液」にそのチップを賭けた。
そして、ゼッタスケールのコンピューティング(zettascale computing)を達成するために今後数十年の間で、それを最適化することを試みることにしている。

「今日のゼッタスケールのコンピューターに動力を供給することは、全世界で生産されるより多くの電気を削減できる」とミヘルが言った。

彼は、バイオニクス・モデル中の設計ハードルが乗り越えられる場合があると確信している。最小でない、全体の付加的なユニットは液体を課すために必要である。

また、他の研究所がシリコンの向うへ私たちを連れていくために、spintronics、量子計算あるいはフォトニクスの上で賭けている間、チューリッヒ・チームは実際の答えが私たちの目の背後にちょうどあると信じている。

「ちょうどコンピューターは、私たちが私たちの脳を理解するのを助けるとともに、私たちがよりよいコンピューターにする脳を理解することになる」と管理者マッテヤ・カイザーベルスは言った。

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