8 октября 2015 года SanDisk Corporation и HP объявили о начале долгосрочного партнёрства, которое направлено на разработку новой технологии в категории SCM (Storage Class Memory). Ядром сотрудничества станут наработки Hewlett-Packard в области создания запоминающего устройства, основанного на концепции мемристора, и опыт SanDisk, связанный с энергонезависимой памятью ReRam.



Усилия компаний в данном проекте направлены на создание новых корпоративных решений, построенных по технологии Memory-Driving Computing. Это – компьютерная архитектура, в которой память играет ключевую роль в выполнении вычислений. Кроме того, сотрудничество будет распространяться и на оснащение решений HP для центров обработки данных твердотельными накопителями (SSD, Solid State Drives) от SanDisk.

Слово официальным лицам

Мартин Финк (Martin Fink), исполнительный вице-президент и директор по технологиям HP, говорит, что поток данных, который обрушивается на организации, постоянно растёт. Это – испытание для всех. Он отмечает, что SanDisk разделяет понимание HP того, насколько важно с этим испытанием справиться. Особенно его радует то, что обе компании видят решение проблемы в движении к технологии Memory-Driven Computing. По его словам, HP и SanDisk планируют вывести на рынок новую технологию хранения данных и способствовать её внедрению в корпоративные системы. Кроме того, результаты совместной работы планируется использовать в развитии революционного проекта The Machine.

Уже сегодня, по словам Сивы Сиварама (Siva Sivaram), исполнительного вице-президента отдела технологий памяти SanDisk, партнёрство приведёт к углублению взаимоотношений компаний в области использования самых современных решений SanDisk для хранения данных в передовых корпоративных продуктах HP. Он отмечает, что результаты работы над совершенно новым типом памяти способны привести к перевороту в мире компьютеров.

Постоянная оперативная память

Одно из главных узких мест современных вычислительных систем – это передача информации между быстрой и дорогой оперативной памятью и сравнительно медленными, но доступными накопителями для постоянного хранения данных. Одно из применений SCM-технологии, над которой работают HP и SanDisk, нацелено на решение этой проблемы.

Применение новых решений позволит создавать модули хранения данных, которые во всём превосходят существующую DRAM-память. Они будут дешевле, экономичнее и компактнее. Не стоит забывать и о том, что речь идёт об энергонезависимой памяти, то есть – к этому списку можно добавить ещё и возможность постоянного хранения данных.

Если же сравнивать новую технологию с существующими устройствами хранения данных, основанными на NAND-памяти, то ожидается, что она будет, во-первых, примерно в 1000 раз быстрее, во вторых – будет способна выдерживать настолько же большую нагрузку, создаваемую циклами записи-стирания. Новый вид памяти уберёт границу между понятиями «оперативная память» и «постоянная память».

Применение в традиционных вычислительных системах

Где найдёт применение подобная память, не только совмещающая лучшие качества современных ОЗУ и ПЗУ, но и дополняющая их новыми качествами?

Отвечая на этот вопрос, нужно учитывать, что объёмы данных, которые приходится хранить, передавать и обрабатывать, постоянно растут. Их источники – это потоки информации из социальных сетей, обработка «больших данных», облачные вычисления, мобильные устройства, интернет, данные служебного характера, незаметные пользователям, но необходимые для обеспечения безопасной и бесперебойной работы сетевой инфраструктуры.

Поэтому в ходе совместной работы HP и SanDisk новый вид памяти планируется интегрировать в существующие корпоративные решения для хранения данных на твердотельных накопителях. Внедрение новой технологии начнётся с серверных узлов, каждый из которых будет оснащён десятками терабайт SCM-памяти.

Такие системы будут рассчитаны на работу с базами данных, которые хранятся в памяти, на выполнение анализа больших объёмов информации в режиме реального времени, на осуществление транзакционных и высокопроизводительных вычислений.

После успешного использования новой технологии в корпоративной среде, в дата-центрах, она найдёт применение и в вычислительных системах, рассчитанных на конечных пользователей, то есть – в персональных компьютерах и мобильных устройствах.

Вышеописанные варианты применения нового SCM-решения ограничиваются существующими архитектурами вычислительных устройств, развитием того, что есть сегодня. Традиционная память – быстрая или медленная, энергонезависимая или нуждающаяся в постоянной подпитке – это пассивный элемент современных компьютеров. Что, если взглянуть на память по-новому? Новый взгляд на память – это путь к вычислениям, в которых она принимает непосредственное участие, путь к новой компьютерной архитектуре, которая уже сегодня воплощена в прототипе The Machine.

Мемристоры и новая компьютерная архитектура

Существование четвёртого базового компонента электрических схем было предсказано в 1971 году Леоном Чуа. К резистору, конденсатору и катушке индуктивности он добавил мемристор (memristor). Этот пассивный элемент способен запоминать собственное состояние. Его можно охарактеризовать как резистор, сопротивление которого меняется в зависимости от протекающего через него заряда. Когда элемент обесточивают, измененное сопротивление сохраняется.

В настоящее время ведутся разработки коммерческой реализации мемристора. Это откроет возможность для создания новых видов памяти, которые, помимо хранения информации, смогут участвовать в её обработке: теоретически, мемристоры способны заменить транзисторы. Речь идёт о совершенно новой компьютерной архитектуре, которая изменит традиционные представления о том, как строятся вычислительные системы и как пишется для них программное обеспечение.

Стоит ли откладывать работу над новой архитектурой до того, как «четвёртый элемент» будет готов к массовому производству? В HP Labs считают, что нет.

Для создания инфраструктуры, способной воспользоваться преимуществами мемристоров, потребуются годы. Поэтому разрабатывать прототипы устройств будущего нужно уже сейчас. И в этой области HP уже получены вполне конкретные результаты. Создана The Machine – первая реализация вычислительной архитектуры завтрашнего дня. В настоящее время The Machine работает на базе существующего аппаратного обеспечения, но не за горами тот день, когда новые электронные компоненты начнут использоваться в полной мере.

Память The Machine создается на основе мемристоров. Для передачи данных между компонентами системы будут использоваться оптические каналы связи, работа над которыми ведётся уже сегодня.

Новая компьютерная архитектура – это новые подходы к созданию аппаратных компонентов, к их связи друг с другом, и к разработке программного обеспечения.



В The Machine нет границы между оперативной памятью и постоянным хранилищем данных. Вся память – оперативная. Это упрощает архитектуру системы, снимает проблемы, связанные с передачей данных между хранилищами, работающими с разной скоростью. Кроме того, и это одна из основных революционных особенностей новой архитектуры, вычисления становятся ближе к данным, чем раньше. Память принимает участие в обработке информации.

Заключение

Путь разработки новых компьютерных технологий, а особенно – революционных, непрост. Нельзя назвать точную дату достижения цели. Но и сам по себе путь имеет такую же ценность, как его конечная точка. Целью пути, на который ступили HP и SanDisk, является выпуск массовой продукции, основанной на мемристорах, и создание революционной компьютерной архитектуры, способной достойно ответить на информационные вызовы будущего. А в ходе этого пути появятся новые, более быстрые, доступные и надёжные, чем сегодня, модули памяти. Весьма вероятно и то, что в обозримом будущем, даже в рамках традиционной вычислительной архитектуры, оперативной станет вся компьютерная память. Появятся новые подходы к разработке программного обеспечения, новые способы организации аппаратного взаимодействия компонентов вычислительных систем… Всё это – двигатель прогресса в области информационных технологий.

Следите за новостями. А пока мы готовы ответить на ваши вопросы в комментариях.