Группа ученых из Университета Нью-Мексико разрабатывает инновационный подход к проектированию материнской платы. В университете этот ключевой элемент любого современного компьютера видят как блочное устройство, сегменты которого относительно независимы и автономны от других.
Как сообщает сайт Cybersecurity.ru, такая концепция поможет сделать компьютеры более эффективными и мощными. В данный момент группа инженеров уже создала прототип материнской платы, состоящей из отдельных модулей. Каждый из этих модулей имеет процессор, устройство для хранения данных и оперативную память.
«Квадратный модуль в этом прототипе представлен в виде мини-платы, имеющей сетевой узел. Они могут самостоятельно управлять электроэнергией, программами, а также отвергать или принимать информационные потоки», – рассказывают в Университете Нью-Мексико.
Прототип называется Illuminato X Machina. На сегодня конструкция материнской платы находится в процессе патентования, поскольку является новой вычислительной системой, непохожей на те, что используются сейчас в компьютерах.
«Из всего, что есть на материнской плате, мы делаем автономный мини-узел: тут есть память, ЦПУ, последовательные порты, сетевые возможности, устройство хранения. Все это размещено на 2-ух квадратных дюймах», – сообщает один из разработчиков Дэвид Экли.
По его словам, такая модульная конструкция станет идеально подходить для распределенных систем и параллельного компьютинга. Главным преимуществом концепции является «неубиваемость». Если материнская плата вышла из строя на современном сервере, то вся машина прекращает работу. В новом подходе при поломке одного узла, информационные потоки пускаются по другим, а у владельца компьютера есть возможность заменить неисправный модуль, подобно элементам конструктора. Помимо этого, если нагрузка на сервер относительно низка, то автоматически отключаются все незадействованные узлы, что позволяет существенно экономить электроэнергию.
«Сейчас мы находимся в той стадии работы, когда каждый процессор снабжен несколькими ядрами и функционирует на частоте 3 ГГц. Сейчас можно либо повысить частоту, либо добавить больше ядер, но существенная часть компьютерных ресурсов в любом случае делится между процессорами», – поясняет другой разработчик Джастин Хьюн. Он добавляет, что в новой системе применен пиринговый подход, аналогичный тому, который используют файлообменные сети. Другими словами, центрального узла тут просто не существует. По его словам, современные серверы, компьютеры и ноутбуки базируются на архитектуре Фон Ньюмана, которая подразумевает наличие отдельной памяти, центрального процессора и устройств для хранения информации. Но сейчас, когда вычисления стремительно идут в сторону многопоточности и больших объемов, стандартная ньюмановская модель не является эффективной – процессоры и память становятся все быстрее, но узлы между ними и элементами хранения данных являются тем самым «бутылочным горлышком», затормаживающим всю систему.
Созданные разработчиками узлы характеризуются относительно скромными показателями – плата оперативной памяти на 16 Кб, процессор с частотой 72 МГц и 126 Кб памяти формате EPROM. Каждый модуль имеет форму квадрата, а все его стороны подключены к соседним модулям. Сокетов обычных размеров тут нет, применяется своя закрытая шина.
Ученые рассказывают, что их система может сейчас реализовывать правильный обмен информацией между блоками, обмен сервисными данными, а также трансляцию оптимального объема электроэнергии между узлами. X Machina управляется при помощи ПО, которое регулирует нагрузку на узлы и подачу электроэнергии.
Каждый модуль потенциально может иметь свой программный загрузчик, таким образом позволяя индивидуально использовать каждый узел системы. Исследователи говорят, что сейчас их разработка еще далека от коммерческого использования, но они намерены довести ее создание до конца. В скором времени разработчики собираются организовать ряд сравнительных тестов с участием их системы и существующих ПК.
