Sandia、ポスト・シリコン開発を始動

Tiffany Trader

マイクロプロセッサは、小型化の限界に対抗して押し上げるように、多くの人が何がポストシリコン時代に世に出てくるのか考えている。最近、Sandia国立研究所は、今後数十年にわたり計算機の進歩のペースを拡張するために取っている手順を説明した記事を掲載した。自己学習スーパーコンピュータを含む前傾技術のいくつかと少ないエネルギーを使用しながら、今日の最高の成果を大幅に凌ぐシステムである。

歴史が我々に教えてくれるように、今日の確立された技術の多くは、1度には不可能だっただろう。モバイル以前、WEB以前、そして、それはそのずっと前にはなかった世代へインターネットに接続されたスマートフォンを説明することについて考える。

「私たちは、マイクロエレクトロニクスとコンピュータ・アーキテクチャの機能を組み合わせることで、Sandiaがより早くかつ低リスクで次の技術曲線へのジャンプを開始することを助けることができると考えます。」とSandia国立研究所のコンピューティング・リサーチセンター長のRob Lelandは語った。

Lelandは、 1965年にGordon Mooreによって観測された指数関数的な傾向を超えてコンピューティング技術を推進するSandiaの活動を含むBeyond Moore Computingと呼ばれる次世代のコンピューティングに焦点を当てた新たなイニシアティブを率いている。

Mooreの法則は、さらにいくつかのプロセス縮小のために拡張することができるが、コストはエネルギーの観点からもはや見込みがない。トランジスタ素子レベルで少ないエネルギーを使用する技術は、業界のニーズである、とLelandは言う。

Sandiaの科学者は、複数のコンピューティングデバイスレベルの技術は、ひとつの支配的アーキテクチャとは対照的にこのギャップを埋めるために進化していくことを期待している。これまでのところ、トンネルFET(電界効果トランジスタ) 、カーボンナノチューブ、超伝導、量子コンピューティングや脳にインスパイアされたコンピューティングのようなパラダイムを変えるアプローチを含めて10程度の候補が存在している。

Lelandは、Lockheed Martin社の子会社、Sandia株式会社が運営するマルチプログラム研究所のSandia研究所は、将来のコンピューティング技術を形作るための良好な位置にいる。

研究所は、機能コンピューティングと容量コンピューティングにまで拡げたハードウェアとソフトウェア側の両方での数十年のスーパーコンピューティングの経験を持っている。Lelandは、次世代コンピューティングに貢献する特定の2つの重要施設に言及する：チップレベルの研究を行うMicrosystems and Engineering Sciences Applications (MESA)複合体、とSandiaおよびLos Alamos国立研究所によって運営されるエネルギー省科学局の国立ユーザ施設である統合ナノテクノロジーセンター(CINT)。

これは、実のところ明日のコンピュータがどのように見えるかを予測することが困難であると言う屈折点である。「私たちは、勿論いくつかのアイデアを持っており、それがどのように見えるかについて意見の異なる立場を持っていますが、私たちは正にそれを見つけ出している最中です。」とLelandは言った。

コンピューティングの進展が抑制された方針のひとつは、ソフトウェアの下位互換性に対する義務である。多くのコンピュータは、異なるアーキテクチャ上で動作するように最適化されたコードを実行している。

「それを打破するために、私たちは古いコードを実行している時より、よりエネルギー効率がよく、より簡単に新しいコードをプログラムすることができる異なるアーキテクチャか、もしくは一度を必要なプログラミングをすることでいくつかの振る舞いを学ぶことができるアーキテクチャを探さなければなりません。」とSandiaの高度デバイス技術部門のErik DeBenedictisは指摘する。彼は、コンピュータが効率的な方法で新旧のコードの両方を管理することができるようになるまで約10年かかると予測する。

DeBenedictisはトランジスタレベルを超えてブレークスルーするために推し進めている。彼は、とても重要になってきているビッグデータ問題の類いのために必要不可欠であるとして、より効率的にデータを移動させる認知コンピュータや技術を挙げている。

この新世代の認知コンピュータは、自己学習とプログラミング負担の一部を共有することができるだろう。DeBenedictisは、「コンピュータが何百万倍も速くなる一方、プログラマーやアナリストは、彼らが常にそうであったのと同じ程度の効率です。」と指摘する。スマートコンピュータは、このボトルネックを改善する見込みがある。

タイムラインのためとして、高度デバイス技術部長のJohn Aidunは、ポストシリコン技術は人が考えるよりも早く来ていると言う。国家安全保障のレンズを通して見ると、Sandiaは、この新技術は業界が自身でそれを開発するよりも早く必要とされるであろうと考えている。したがって、この方向での一致協力する。 Aidunは、Sandiaが10年以内に試作品を持つ可能性を予測している。

研究所では、新しいデバイス技術を活用し、業界のリスクを下げることになる製造工程を示すコンピュータ設計を特定することによってプロセスを加速することに取り組んでいる。モバイルコンピューティングは、大きな注目を集めている領域である。モバイルは、無人偵察機(UAV)や衛星の要件の多くを満たしている。衛星や他のセンサ用のオンボード処理は、データ転送をあまり必要としていない。

繰り返すと、ガイドとしての歴史とコンピューティングの次の大きなことは、おそらく現在の技術の拡張であり、技術(異種コンピューティングのように)の組み合わせであってもいいし、全く別の新たなものになるかもしれない。