Некоторые из перечисленных технических новинок представляются научной фантастикой, но они могут попасть в дата-центры раньше, чем вы думаете.

Квантовые вычисления

Основные принципы квантовых вычислений десятилетиями существуют на бумаге: использование поведения вещества на субатомном уровне с целью создания компьютера, во много раз быстрее решающего задачи. Google, Microsoft, IBM и Amazon выбрасывают деньги на них, в то время как Агентство национальной безопасности США желает с их помощью лишить эффективности шифрование текущего поколения.

Сроки: В зависимости от того, кого спросить, квантовые вычисления уже появились. Фирма D-Wave сбывает свой продукт, реализующий квантовые вычисления, Google, NASA и Lockheed-Martin, по цене в миллионы долларов. Но пока неясно, действительно ли продукты D-Wave эффективней обычного компьютера, и еще не наблюдалось значительного применения квантовых вычислений на практике.

Квантовая криптография

Вместе с квантовыми вычислениями идет квантовая криптография, метод использования эффектов квантовой механики для создания шифрования, гораздо более стойкого, чем что угодно в неквантовом мире.

Сроки: Она уже здесь, хотя еще на этапе становления. Многие считают ее защитной мерой против вероятного поражения существующего шифрования в результате атак с помощью квантовых вычислений. Европа и Китай участвуют в гонке по созданию спутников, передающих сообщения с использованием квантового шифрования, и данная технология уже применяется немногими отважными людьми.

Альтернативные технологии хранения данных

Флеш-память на порядок быстрее вращающихся дисков, но необходимость создания технологии на порядки быстрее флеш уже значится на повестке дня. Несколько соперников борются за это звание. Среди них: память на фазовых переходах следующего поколения от IBM, являющаяся значительным улучшением по сравнению с обычным флэшем, и мемристоры, давно пребывающие на стадии теории, призванные серьезно повысить быстродействие памяти.

Сроки: Первое поколение чипов памяти на фазовых переходах уже есть. Мемристоры существуют лишь в виде лабораторных образцов, коммерческая версия появится не раньше чем через несколько лет.

Альтернативные решения для транзисторов

Транзистор служит основой всего современного оборудования, но быстро приближается предельная максимальная плотность для изготовления транзисторов из кремния. Углеродные нанотрубки, наряду с молибденитом и арсенидом галлия-индия, являются вероятной заменой. Также разрабатывается транзистор на вакуумном канале.

Срок: Из вышеперечисленных у транзисторов на углеродных нанотрубках больше всего шансов скоро выйти на рынок. Они основаны на хорошо изученной технологии и в течение 5 лет превратятся в коммерческий продукт, по мнению IBM.

Кремниевая фотоника

Это улучшенное оптоволокно. Кремниевые оптические устройства и инфракрасное излучение могут переносить сигналы на более высоких скоростях взамен меди и электрических импульсов. Кремний позволяет объединить оптические компоненты с обычной электроникой на одном и том же чипе, чтобы ускорить межсоединения на плате, через системную шину или даже внутри самого чипа.

Сроки: Их выпуск для сетей очень близок. У Intel есть собственное оптическое межсоединение MXC; у Fujitsu появляется схожий продукт. Интернет-гиганты, такие как Facebook, заинтересованы в данной технологии для ускорения своих дата-центров. Однако для самих процессоров это пока еще лабораторные образцы.

Оперативная память следующего поколения

Долгожданная DDR4 в ближайшее время должна поступить в продажу, но другие технологии памяти пребывают в разработке. Технология гибридного куба памяти от Micron, к примеру, за счет многоуровневых микросхем памяти обеспечивает производительность в 5 раз выше, чем у DDR4, на трети пространства и с потреблением одной пятой энергии.

Сроки: Очень скоро – гибридный куб памяти будет использоваться в интеловском комплекте микросхем «Knights Landing», который выйдет в следующем году, и Nvidia применит схожую разновидность памяти в своем графическом процессоре Pascal.

Мемристоры, кремниевая фотоника и Машина

Hewlett-Packard называет ее Машиной. Проект, разрабатываемый в лабораториях HP, является смелой попыткой создать революционное вычислительное устройство путем объединения кремниевой фотоники или мемристоров. Теоретически Машина могла бы работать на порядки быстрее существующих компьютеров.

Сроки: Работа над Машиной стартовала 18 месяцев назад, но пока не появился рабочий прототип, проект окутан завесой тайны. Машина не входит в официальный план HP и может быть выпущен к 2017 или к концу десятилетия. Есть вероятность, что кто-то другой введет в работу такую же новинку в более короткие сроки.