Technologie | Věda | Počítače

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

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.

Diskuze (16) Další článek: Zprávy Živě: Konec velkých počítačů? Už surfujeme více na mobilech

Témata článku: Technologie, Software, Hardware, Vesmír, Věda, IoT, Počítače, Výzkum, Programování, Astronomie, Výpadek, Miniaturní satelit, Zpomalování, Špatná věc, Okolí, Použitelné řešení, Computer extra, Rozdíl, Výpad, Chain, Carnegie Mellon University, Spaceborn, Zásadní rozdíl, Maximální dostupnost, Sonda, Počítač na Mall.cz


Určitě si přečtěte

HTTPS byl pouze první krok. Chrome zavádí DoH, tedy šifrované DNS. Dopady mohou být obrovské

HTTPS byl pouze první krok. Chrome zavádí DoH, tedy šifrované DNS. Dopady mohou být obrovské

** Šifrovaný web je dnes už samozřejmost ** Jeden díl skládačky ale ještě chybí – DNS ** Firefox už začal a teď se na šifrované DNS chystá i Chrome

Jakub Čížek | 92

20 tipů a triků pro Gmail: Užitečné maličkosti, které zefektivní práci s e-maily

20 tipů a triků pro Gmail: Užitečné maličkosti, které zefektivní práci s e-maily

** V Gmailu je řada užitečných funkcí, které možná všechny neznáte ** Odeslání mailu můžete například pozdržet či naplánovat na později ** Nad Gmailem můžete mít s několika triky daleko lepší kontrolu

Karel Kilián | 25

Google Coral: Raspberry Pi s čipem, který zpracuje 4 biliony operací za sekundu

Google Coral: Raspberry Pi s čipem, který zpracuje 4 biliony operací za sekundu

** Je to velké jako Raspberry Pi ** Ale je to až o několik řádů rychlejší ** Dorazil nám exotický Google Coral s akcelerátorem Edge TPU

Jakub Čížek | 18

Je ta fotka černobílá, nebo barevná? Náš mozek realitu pouze odhaduje a vymýšlí si

Je ta fotka černobílá, nebo barevná? Náš mozek realitu pouze odhaduje a vymýšlí si

** Klasický počítač bezchybně zpracuje bit po bitu dat ** Mozek si realitu naopak spíše představuje a chybuje ** Teď se tím baví internet u další optické iluze

Jakub Čížek | 33