Nová architektura počítačů, které si vystačí s energií z okolí a přežijí jakýkoli výpadek

  • Současná hardwarová a softwarová architektura počítačů omezuje jejich možnosti pro budoucí použití
  • Vědci vytvořili novou architekturu, která je připravena využívat různé druhy energie
  • Nová forma počítačů si poradí s výpadky a nedostatkem energie

Pokud se podíváme na vývoj klasických počítačů, z obecného pohledu se toho moc nezměnilo. Stále se jedná o elektricky napájený hardware, který je ve většině případů řízený nějakou formou klasického softwaru.

Problém je ale v tom, že tato architektura počítá s tím, že energie je vždy k dispozici. To ale není použitelné řešení pro budoucí mikropočítače, se nzory a další druhy ať už v rámci internetu věcí, tak i různých mikrosatelitů, které například budeme vypouštět do vesmíru.

Sběr různé formy energie z okolí

Miniaturní počítače budoucnosti nebudou moci vždy spoléhat na baterie, ať už z důvodů bezpečnosti, pokud například půjde o nanoroboty v těle, nebo třeba kvůli zmíněným miniaturním vesmírným sondám, které poletí velmi dlouhou dobu.

Je tak potřeba řešit otázku získávání energie různými způsoby z okolí – může se jednat o solární energii, tepelnou, nějakou formu vibrací či pohybů a podobně. V žádném případě nejde o zcela stabilní formu, na kterou jsou současné počítače zvyklé z elektrické zásuvky nebo baterie.

Přísun energie se tak může v čase velmi výrazně proměňovat, což běžně znamená nejen nefunkčnost daného počítače, ale i špatné vykonávání procesů.

Nový typ programovacího jazyka

S takovými výpadky si současné počítači nedokážou jednoduše poradit. Jednotlivé procesy a operace nejsou připravené pro takový druh fungování a tak vědci z univerzity Carnegie Mellon museli vytvořit i nový typ programovacího jazykuChain.

Zásadním rozdíl je právě v tom, jak se jednotlivé úkoly zpracovávají a jak dochází ke komunikaci s „kanálovou“ pamětí. Zjednodušeně řečeno, pokud počítat bude mít výpadky jakéhokoli charakteru – z důvodu nedostatku energie, nějaké formy rušení a podobně, vždy nakonec dokáže dokončit danou úlohu. Nestane se tak, že by se zasekl na konkrétním procesu, který nedokáže dokončit, protože začíná vždy od začátku, nebo by naopak startoval vždy na špatném bodě. Program je vždy dokončen bez chyby i se spoustou výpadků.

Díky tomu, že není nutné danou úlohu restartovat, je navazování extrémně rychlé, úsporné a takřka okamžité. Po výpadku tak nedochází ke zpomalování jako u současných principů typu „memory chechpointing“.

Vesmírný test

Již brzy bude v rámci projektu KickSat-2 vypuštěna na oběžnou dráhu Země stovka minisond (ChipSats) o velikosti 3,5mm. Aby se zajistila co nejstabilnější funkčnosti i v takto extrémních podmínkách a při použití energie pouze ze Slunce (každá sonda má i miniaturní solární panel), bude správu hardwaru zajišťovat právě software postavený na jazyku Chain.

Stále se jedná o testování, takže je nutné počítat s tím, že se s použitím u prvních vesmírných minisond získá i poměrně hodně nových informací, které povedou k ještě dalšímu zlepšení.

Co ale začne ve vesmíru, může být nakonec součástí i nanorobotů v našem těle. A u nich rozhodně nebudeme chtít, aby došlo k nějaké poškození běhu a vykonávání funkcí, které budou nastavené. Nová architektura s maximální dostupností je pro takové případy nutností a je určitě potřeba, aby vývojáři v budoucnu měli k dispozici všechny nástroje a správnou architekturu, která tyto věci řeší už od samotného návrhu.

Témata článku: Hardware, Software, Technologie, Počítače, Věda, Vesmír, Programování, Astronomie, IoT, Výzkum

16 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Vašek Dvořák 6. 11. 2016 23:16:40
    Může si autor po sobě ten článek přečíst ? Takovejch chyb co tam nasekal...
  • xmarek 5. 11. 2016 20:37:57
    Jako nápad to je dobré, ale nechci nikomu kazit radost, ale když vypadne...
  • mikino123x 5. 11. 2016 18:03:35
    No jo zas tie nanity. Uz chybaju len replikatory... A pritom aky problem...
Určitě si přečtěte

Tam, kde se vyrábí antihmota. CERN má nové zařízení pro její studium

Tam, kde se vyrábí antihmota. CERN má nové zařízení pro její studium

** CERN zveřejnil řadu fotografií laboratoře, ve které se produkují antivodíky ** Projekt AEgIS by nám mohl přinést informace o gravitačním působení na antihmotu ** Podívejte se, jak vypadá antiprotonový zpomalovač

23.  2.  2017 | Polesný David, Černý Jiří | 9

Lepší pracovní výkony díky LSD? Raději ne!

Lepší pracovní výkony díky LSD? Raději ne!

23.  2.  2017 | Černý Jiří | 16