Væskeforsker: Forsker ved IBM forskningsinstitutt I Zünrich, Patrick Ruch viser frem en testbrikke hvor de prøver ut kombinasjonen av kjøling og kraftforsyning med en ionisert vanadiumholdig væske. Væsken leverer kraft ved å lade ut vanadiumionene elektrokjemisk i forskjellige oksidasjonstrinn. Forskerne regner med at denne grunnforskningen vil pågå i enda tre år før de har noe som virker bra nok. (Bilde: IBM)

HUMAN BRAIN PROJECT

Datamaskinen får elektronisk blod

IBM lærer av den menneskelige hjernen.

Hjernen er målet for IBMs forskere.

Og akkurat som hjernen trenger blod for å virke, vil IBM lage den elektroniske varianten av den røde livgivende væsken.

Naturens konstruksjon - på i underkant av to liter og med et kraftforbruk på rundt 20 watt - er enhver silisiumforskers våte drøm.

I forskningsprogrammet Human Brain Project har forskerne klekket ut en ide om hvordan de skal få til å konstruere kretser i tre dimensjoner.

Det må til om de skal komme i nærheten av måten den menneskelige hjernen er organisert på. Det ville være utenkelig å ha en todimensjonal hjerne, men det er slik moderne prosessorer er bygget.

Trenger kjøling og strøm

Det er mange utfordringer med 3D silisiumkretser, og den største er kjølingen.

Prosessorer utvikler store mengder varme. Og selv om man har blitt veldig mye flinkere til å kontrollere kraftforbruket, ville tradisjonell kjøling smelte en 3D-prosessor.

Løsningen er væskekjøling. Det er ingen ny idé. Det som er nytt er at væskekjøling kan kombineres med kraftforsyning.

I stedet for å sette av kretser til å føre strøm inn i den tredimensjonale prosessoren, eksperimenterer forskerne med en ionisert væske.

En elektrolytt basert på vanadium kan levere opptil en watt per kvadratcentimeter elektronikkflate. Væsken kan strømme i et rørsystem hvor kanalene er helt ned i en tiendedels millimeter, omtrent som tykkelsen av et hårstrå.

Der inne leverer de fra seg ladningen som driver kretsen.

Les om silisiumbasert hjernemasse: Forbereder «hjernen 2.0»

Tar tid

Men ikke forvent resultater med det første:

Teknologien vil ta ti til femten år å utvikle, tror forskerne. Da håper de at den kan levere en ytelse på en petaflop i en maskin på 10 liter.

Til sammenlikning har verdens kraftigste superdatamaskin en ytelse på 33,8 petaflop.

Det å få denne ytelsen på et volum som tilsvarer 34 bøtter vann er nesten utrolig med dagens øyne. Det nye måltallet forskerne ser for seg er ikke flyttalloperasjoner i sekundet, men per liter.

Les også: Supermateriale kan revolusjonere elektronikken

Volumeffektiv

Selv om IBM har en blomstrende butikk på superdatamaskiner, tror de på en mer volumeffektiv fremtid.

I dag utgjør silisiumflatene som utgjør prosesseringskapasiteten i en superdatamaskin en milliondel av totalvolumet. I hjernen brukes 40 prosent av volumet til prosessering. Her er det rom for mye forbedring, tror forskerne ved IBMs forskningsinstitutt i Zürich.

– Dette er bare et av mange forskningsprosjekter hvor vi lar oss inspirere av hvordan hjernen jobber for å nå de målene vi har staket ut. Da vår Watson superdatamaskin konkurrerte ut mennesket i Jeopardy for et par år siden brukte den 85 KW. Den menneskelige konkurrentens hjerne brukte 20 watt.

– Vårt mål er å gjøre datateknologien minst 10.000 ganger mer energieffektiv, sier teknologisjef i IBM Norge, Martin Ringel.

Les også:

Intel forbereder superdatamaskin med én exaflop/s

Verdens raskeste datamaskin

Norge har fått tre nye superdatamaskiner