Уникальная фотонная вычислительная машина (ФВМ), в которой процессы построены на основе взаимодействия импульсов лазерного
излучения, а не на работе электроники, состоит из электрической и
"световой" частей. Набор инструкций – машинный код – переводится в
лазерные импульсы.
По волноводам фотоны и кванты света попадают в фотонный процессор. Там происходит взаимодействие лазерных импульсов. Суперкомпьютер совершает над ними те же логические операции, которые производятся в электронно-вычислительных машинах.
После этого лазерные лучи покидают процессор, возвращаясь в электронную часть суперкомпьютера. Там вновь происходит преобразование оптической информации в электрическую, которая затем становится доступной пользователям. Разработка уже запатентована, пишет РИА Новости со ссылкой на ядерный центр в Сарове.
По словам разработчика фотонной вычислительной машины, главного научного сотрудника института теоретической и математической физики (ИТМФ) ВНИИЭФ Сергея Степаненко, ФВМ нужны для решения задач, с которыми не могут справиться "полупроводниковые" суперкомпьютеры. Использование фотонных технологий позволяет уменьшить в десятки или сотни тысяч раз количество необходимой энергии по сравнению с нынешними электронно-вычислительными системами, не снижая производительности.
Как отметил Степаненко, если, к примеру, для супер-ЭВМ нужно здание размером с футбольное поле, то такую же производительность может достигнуть фотонная вычислительная машина, помещающаяся в пол-литровой кружке. "Отводимое тепло составляет около сотни ватт – меньше, чем у кипятильника", – рассказал разработчик.
Стоит отметить, что над созданием ФВМ разработчики трудились давно, однако их труды не давали результата. Российские ученые предложили новую схему реализации принципа работы фотонной вычислительной машины, чтобы преобразования между световой и электрической частями компьютера выполнялись как можно реже.
Самая высокая производительность созданного во ВНИИЭФ процессора может составить до 50 петафлопсов. Пиковая мощность такого процессора составит всего 100 ватт. С помощью фотонных вычислительных машин можно, к примеру, решать задачи по изучению генетических особенностей людей.