The Machine：惠普新一代計算機開發項目

【新聞鏈接】

夏普的中小型液晶面板業務，成敗要看IGZO的實力

“瞄准10年后”——引發電網變革的超高耐壓器件

PCIe SSD：超高速半導體存儲器用途由服務器擴大至個人電腦

從“穿”到“貼”，山形大學試制出超輕薄高性能有機電路

用納米技術使秀發更飄逸，富士膠片涉足護發市場

“The Machine”是惠普公司（HP）在2014年6月11日於美國拉斯維加斯舉行的“HP Discover Conference”上發布的新一代計算機開發項目。

其關鍵技術大致有3項。第一項是“Energy and Algorithm Optimized Systems on Chip”，目標是憑借按用途優化的SoC，在提高性能的同時實現節能。第二項是“Universal Memory”，將採用訪問速度與DRAM相當、容量單價與HDD相當的非易失性存儲器，減少分層存儲器之間的數據傳輸，使性能得到提高。第三項是“Photonics and Fabrics”，從數據中心的網絡架構到機架內的互連、乃至芯片封裝內部，全部採用基於光的通信。

惠普服務器部門首席技術官Keith McAuliffe（行業標准服務器及軟件業務副總裁兼首席技術官）2014年7月2日在日本惠普主辦的技術人員聯盟“HP Tech Power Club”的成立紀念會上，發表主題演講“服務器技術的現在與未來：成為通過The Machine改變世界的工程師”（照片1），闡述了The Machine的概念。

照片1：惠普服務器部門首席技術官Keith McAuliffe

據McAuliffe介紹，構成The Machine的三項技術“並非完全同步開發”。例如實現性能提高和節能的SoC技術，名為“HP Moonshot System”的已有服務器產品中已有部分採用了該技術。將來，全面採用SoC、Universal Memory、Photonics and Fabrics的新一代計算機有可能以新的品牌亮相。此外，The Machine項目下開發的技術也會陸續應用在已有服務器產品上。

通過在服務器上採用SoC來降低總佔有成本

照片2：在服務器中採用SoC帶來的新價值 引自惠普的資料

面向特定用途、將加速器等集於一體的SoC目前在節能及省空間要求強烈的智能手機上廣泛普及。“Energy and Algorithm Optimized Systems on Chip”的目標是，通過在服務器上也採用這一手段來降低TCO（total cost of occupancy：總佔有成本）、並創造出新的價值（照片2）。

前面提到的HP Moonshot System在安裝了電源、冷卻風扇、網絡交換機及管理模塊的4.3U機箱中，運行著45個盒式服務器。盒式服務器可按照用途來選擇，比如，在虛擬台式機每個CPU專有的“HDI（Hosted Desktop Infrastructure）”中，使用配備內置GPU的SoC的盒式服務器。“Moonshot是第一步，今后還將專門為各種工作負荷設計專用SoC，配備到服務器產品上並投放市場”（McAuliffe）。

Universal Memory採用新一代非易失性存儲器

照片3：Universal Memory可減少存儲器層次，簡化計算機的設計。 引自惠普的資料

關於第二項技術Universal Memory，可作為“存儲級內存（Storage Class Memory）”來取代DRAM和HDD，簡化計算機構成（照片3）。這樣，便可將CPU從存儲器層次間的數據移動工作中解放出來，使其專注於其原本的工作。

Universal Memory是將包含軟件在內的計算機架構全面更新的技術，需要開發在The Machine上運行的“The OS”。惠普計劃開發可使用Universal Memory的Linux OS，“將與大學等合作開發”（McAuliffe）。

Universal Memory採用“STT-MRAM”、“PCM”、“ReRAM”等新一代非易失性存儲器（照片4）。其中，惠普看好的是ReRAM（照片5）。元件兩端間的電壓取決於元件目前狀態以及元件中所流通電流的無源元件被稱為“memristor”。memristor可作為順序電路用於存儲元件，惠普2008年在《Nature》上發表研究成果稱，利用ReRAM實現了memristor。

照片4：新一代非易失性存儲器的記錄密度、功耗、讀取/寫入時間及耐久性的比較 引自惠普的資料

照片5：由作為Universal Memory的實現技術而被看好的ReRAM制成的memristor 引自惠普的資料

端到端的大帶寬實現大規模計算機聯動

關於第三項技術“Photonics and Fabrics”，是要將目前主要在通信主干網中使用的基於光的通信，用於數據中心的網絡架構、機架內的服務器間通信，並與作為合作伙伴的半導體供應商合作，進一步實現光通信在芯片封裝內部的應用。如果光通信的大帶寬能夠用於端到端（End-to-End）連接，就能比較輕鬆地實現一台計算機直接對另一台計算的存儲器進行訪問的“Memory Semantics Computing”。“這在數千台計算機聯動處理一種工作時，是非常有效的技術”（McAuliffe）。

另外，在企業級服務器方面，正如IBM將x86服務器業務出售給聯想所體現的那樣，除了部分高端領域外，低價位且標准化的“一般化商品”正掀起席卷浪潮。力求以最新技術刷新計算機架構的The Machine項目，也可以說是與該潮流背道而行的舉動。據美國媒體報道，對於The Machine項目，IT行業也是贊成和反對意見並存，一些人認為這是一種積極的嘗試，而另一些人則提出尖銳批評，認為是可笑之舉（美國《商業周刊》、The Register）。

面對這一質疑，McAuliffe反駁稱，“當數十億台移動終端、數百億乃至數千億個傳感器及攝像頭接入互聯網時，要處理的數據量會爆炸性持續增大。而以OLTP為強項的傳統架構無法應對這一狀況。這迫使我們必須要開發出新的技術”。（作者：神近 博三，日經技術在線！供稿）