Niekada negendantis kompiuteris

Iš chaoso kyla tvarka. Kompiuteris, mėgdžiojantis gamtos atsitiktinumus, gali iškart pasitaisyti, atkurdamas sugadintus duomenis.

Vadinamasis „sistemiškasis“ kompiuteris, save taisanti mašina, dabar veikianti Londono universiteto koledže (UCL) galėtų palaikyti itin svarbių sistemų veikimą. Pavyzdžiui, leisti dronams persiprogramuoti, kompensuojant mūšyje patirtą žalą, ar padėti kuriant realistiškesnius žmogaus smegenų modelius.

Įprastiniai kompiuteriai blogai pritaikyti natūralių procesų, tarkime, neuronų darbo ar bičių spiečiaus modeliavimui. Taip yra, nes pluša nuosekliai, vienu metu atlikdami vieną instrukciją. „Gamta ne tokia, – sako UCL kompiuterių mokslininkas Peteris Bentley'is. – Jos procesai yra paskirstyti, decentralizuoti ir tikimybiniai. Ir jie atsparūs klaidoms, gebantys pasigydyti patys. Kompiuteris irgi turėtų sugebėti tai atlikti.“

Dabartiniai kompiuteriai dirba, vadovaudamiesi instrukcija: paimti iš atminties, įvykdyti, o skaičiavimo rezultatą įrašyti atmintin. Tada viskas kartojama – viską kontroliuoja sekos laikmatis, vadinamasis programos skaičiuoklis. Nors metodas puikiai tinka skaičių apdorojimui, lygiagrečių operacijų atlikimui jis netikęs. „Nors atrodo, kad kompiuteris vykdo visas programas tuo pačiu metu, iš tikrųjų taip nėra – jis tiesiog apsimeta tai darantis, labai sparčiai perjunginėdamas savo dėmesį kiekvienai programai“, – paaiškina Bentley'is.

Jis ir Christos Sakellariou iš UCL sukūrė kompiuterį, kuriame duomenys suliejami su instrukcijomis, nusakančiomis, ką su tai duomenimis daryti. Pavyzdžiui, jis susieja lauko temperatūrą su tuo, ką reikia daryti, jei yra per karšta. Tada padalina rezultatus skaitmeniniams vienetams, vadinamosioms „sistemoms“.

„Kiekviena sistema turi atmintį su kontekstualiais duomenimis, o tai reiškia, ji gali sąveikauti tik su kitomis panašiomis sistemomis. Užuot naudojusios programos skaičiuoklį, sistema vykdoma laiku, parinktu pseudoatsitiktinių skaičių generatoriumi, suprojektuotu pamėgdžioti gamtos atsitiktinumą. Sistema vykdo savo instrukcijas vienu metu ir nė viena sistema nėra viršesnė už kitas“, – sako Bentley'is. „Sistemų masyvas sąveikauja lygiagrečiai ir atsitiktinai, ir skaičiavimo rezultatas paprasčiausiai gaunamas iš tų sąveikų“, – tęsia jis.

Nepanašu, kad galėtų, tačiau tai veikia. Bentley'is praneš konferencijoje apie besivystančias sistemas Singapūre balandį, kad tai veikia daug greičiau, nei tikėtasi.

Svarbiausia, sistemiškasis kompiuteris laiko daug instrukcijų kopijų paskirstytų tarp daugelio sistemų, tad vienai sistemai sugedus, kompiuteris gali naudoti kitas, švarias, kopijas savo kodo taisymui. Ir, ne taip, kaip įprastinės operacinės sistemos, „užlūžtančios“, jei negali pasiekti dalies atminties, sistemiškasis kompiuteris tokiu atveju tęsia darbą, kadangi kiekviena individuali sistema turi savo atmintį.

Mokslininkai dabar stengiasi išmokyti kompiuterį perrašyti savo kodą, pasikeitus aplinkos sąlygoms.

„Tai įdomus darbas“, – teigia Steve'as Furberis iš Mančesterio universiteto JK, kuriantis milijardo neuronų, panašų į smegenis kompiuterį „Spinnaker“. Išties, jis net galėtų pagelbėti UCL komandai. „Spinnaker“ būtų gera programavimo platforma daug didesnio masto sistemiškųjų skaičiavimo sistemų modeliavimui“, – sako jis.

Pasidaryk smegenis pats

Gamta vadovaujasi sistemiškasis kompiuteris, bet taip pat daro ir Spinnaker, ambicingas Mančesterio universiteto, JK, projektas sukurti milijardo neuronų kompiuterį iš mikrolustų. Planuojama sukurti superkompiuterį, veikiantį kaip žmogaus smegenys ir naudojantį tuos pačius ARM lustus, kaip dauguma išmaniųjų telefonų. Komanda nori atlikti didelių neoroninių tinklų simuliaciją, naudodami vieno procento žmogaus smegenų neuronų ekvivalentą. Jie jau nemažai pasistūmėjo: naudodami lustus, kurių kiekvienas modeliuoja 1000 neuronų, jų sistema atitinka 750 000 neuronų. „Einame į priekį lėtai, bet užtikrintai“, – sako projekto vadovas Steve'as Furberis.