Учёные Саратовского госуниверситета им. Н.Г. Чернышевского осуществили научную разработку, которая может совершить своего рода революцию в работе современных компьютерных процессоров. Учёные-физики СГУ, работающие под руководством завкафедрой радиотехники и электродинамики Института физики СГУ, профессора Ольги Глуховой и в самом деле подошли к делу нестандартно. Суть новации заключается вот в чём.
По сути, речь идёт о возвращении к теме так называемых троичных компьютеров. Как известно, в современных компьютерных устройствах почти все данные, хранящиеся в их памяти (и даже искусственный интеллект) представлены в виде двоичных единиц – битов, которые могут принимать значение «0» или «1». Если же добавить третье значение, например «2», система станет троичной, а биты превратятся в триты.
Преимущество тритов перед битами заключается в том, что они позволяют более эффективно использовать пространство памяти. Системы, основанные на трёхзначной логике, позволяют повысить производительность современных процессоров, а также уменьшить количество активных блоков памяти в устройстве.
Если говорить совсем простым языком, троичные компьютеры будут экономить энергию, смогут хранить больше данных и быстрее их обрабатывать.
Долгое время учёные всего мира пытались решить проблему, которая стояла перед созданием троичных компьютеров: они искали структуру, которая могла бы обеспечить три устойчивых состояния. Учёные Саратовского университета в качестве такой структуры предложили Т-образную углеродную нанотрубку.
Попытки создания ячеек памяти на основе углеродных нанотрубок, в том числе и с фуллеренами, предпринимались и ранее, однако они отображали только два логических состояния. Таким образом, разработка саратовских учёных — первая в своем роде ячейка памяти с троичной логикой на основе углеродных наноструктур.
В работе учёные прибегали к современным методам компьютерного моделирования низкоразмерных структур. Кроме того, физики использовали метод молекулярной динамики в оригинальном программном пакете KVAZAR, разработанном под руководством профессора Ольги Глуховой.
Сейчас научная группа СГУ продолжает совершенствовать разработанную модель и повышать её эффективность в качестве ячейки памяти. Саратовские физики открыты к научному сотрудничеству, так как уверены, что реализация устройства на троичной логике возможна только в тесном контакте с технологами.
Изобретение саратовских учёных, осуществлённое при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ, вскоре получит патент.
СПРАВКА
Компьютер, работающий на троичной логике вычислений, вместо более распространённой двоичной (бинарной), вещь в принципе не новая.
В СССР троичный компьютер «Сетунь» создавался в 1954-1955 годах, когда уже существовали ЭВМ, работающие на бинарной логике. Руководитель разработки Николай Петрович Брусенцов (1925-2014) получил задание разработать свой компьютер, когда для МГУ было отказано в поставке компьютера М-2.
Работающий прототип появился в очень короткий срок — уже через 20 дней с момента старта команда из 12 человек смогла предоставить свой первый «Сетунь» на троичной архитектуре с 24 машинными командами. Конструкторские работы длились ещё 3 года, прежде чем в в 1959 году было начато мелкосерийное производство компьютеров «Сетунь» (только в 1961-1965 г.г. было выпущено около 50 комплектов ЭВМ). В 1970 году Бруснецов построил усовершенствованную версию компьютера, которую он назвал «Сетунь-70» (история создания «Сетуни» и почему ЭВМ не пошла в большую серию — см. интервью с Н.П. Брусенцовым).
Цена компьютера «Сетунь» была примерно в 20 раз меньше, чем существующие на тот момент компьютеры; «Сетунь» предназначались для учебных заведений и конструкторских бюро.
В США в 1973 году был разработан эмулятор троичных вычислений «Ternac», работающий на двоичном компьютере. Позднее троичный компьютер QTC-1 был разработан в 1980-х годах в Канаде. Последний по времени троичный компьютер был построен в 2008 году в США.
Всех интересующихся темой отсылаем к статье Б.М. Малашевича «Троичная система счисления, трёхзначная логика и ЭВМ на их основе».
Комментарии: