Компания Samsung представила первый в мире модуль памяти DRAM LPDDR4 объемом 8 Гбайт, который в два раза превосходит по емкости и производительности типичные модули DRAM для ПК.

Новая память DRAM LPDDR4 (low power, double data rate 4) выпускается по 10-нанометровой технологии, что позволяет увеличить ее емкость в два раза по сравнению с существующей памятью DRAM с нормой проектирования 20 нм. Мобильный модуль имеет размеры 15 x 15 x 1 мм. Теперь компания Samsung планирует перевести все свои заводы на 10-нанометровый технологический процесс.

В большинстве ультратонких ноутбуков старшего класса уже сейчас установлены 8 Гбайт памяти DRAM. Новые же модули Samsung LPDDR4 емкостью 8 Гбайт помогут увеличить объем оперативной памяти мобильных устройств.

В ходе тестирования скорость передачи данных при использовании новой памяти Samsung достигала 4,266 Мбит/с, что в два раза превосходит пропускную способность существующей памяти DDR4 и позволяет повысить эффективность функционирования виртуальных машин и обеспечить более плавное воспроизведение видео 4K UHD.

«Таким образом, при наличии 64-разрядной шины памяти общая пропускная способность превысит 34 Гбайт/с», – заявили в Samsung.

Модуль памяти объемом 8 Гбайт для мобильных устройств включает в себя четыре новейших микросхемы LPDDR4 емкостью 16 Гбит.

В августе прошлого года компания Samsung представила первую микросхему DRAM LPDDR4 емкостью 12 Гбит, изготовленную по 20-нанометровому технологическому процессу. И вот спустя 14 месяцев анонсирована микросхема DRAM LPDDR4 емкостью 16 Гбит с нормой проектирования 10 нм и модуль объемом 8 Гбайт, который позволит наладить выпуск мобильных устройств следующего поколения с еще более высоким уровнем производительности.

Компания Stratasys представила два промышленных 3D-принтера, позволяющих создавать объекты фактически любого размера с использованием легкого и прочного углеродного волокна.

Принтеры разрабатывались для удовлетворения потребностей аэрокосмической, автомобильной и других отраслей и обеспечивают создание завершенных компонентов с заданными механическими свойствами.

Коммерческие поставки новых принтеров пока не осуществляются, но Stratasys совместно с Ford Motor и Boeing разрабатывает для них новые приложения.

Две новые модели называются Infinite-Build 3D Demonstrator и Robotic Composite 3D Demonstrator.

Поскольку оба принтера используют «нарезной» или «червячный» экструдер, с их помощью можно выполнять печать композитными материалами (такими как углеродное волокно), которые не подвергаются такому сжатию и деформации, как термопластик. Обычные 3D-принтеры с послойным наплавлением (fused deposition modeling, FDM) осуществляют подачу полимерного филамента через пару роликов или шестерен и выпускают его слой за слоем через нагретый экструдер. Червячный экструдер выдувает филамент через головку, благодаря чему давление, которое необходимо для выброса композитного материала, усиливается.

Восьмиосный роботизированный принтер Robotic Composite 3D Demonstrator позволяет выполнять самые точные операции фактически под любым углом

Устройство Stratays Infinite-Build 3D Demonstrator использует для создания распечатанных объектов горизонтальную платформу вместо традиционной вертикальной. Перемещая платформу в горизонтальном направлении, машина отводит новые слои в сторону, благодаря чему область проектирования фактически ограничена лишь пространством, имеющимся в распоряжении производителя.

«Это позволяет нам создавать гораздо более крупные изделия и облегчает сборку», – указала Эллен Ли, технический руководитель лаборатории Ford, занимающейся исследованиями в области аддитивного производства.

Трехмерная печать предоставляет Ford свободу, которую компания не может получить при использовании традиционных производственных методов, в частности, литья под давлением. При таком литье деталь автомобиля зачастую состоит из множества более мелких компонентов, которые приходится соединять друг с другом, что приводит к уменьшению прочности и увеличению веса.

«Увеличивая площадь печати, мы можем объединить несколько крупных изделий в одно», – пояснила Ли.

«Изготавливаемые нами компоненты измеряются уже в футах, а не в дюймах», – добавил президент Stratasys Americas Ричард Гаррити.

Важную роль в определении требований и спецификаций созданных прототипов сыграл гигант аэрококосмической отрасли Boeing.

В настоящее время в Boeing испытывают Infinite-Build 3D Demonstrator, изучая возможности производства облегченных изделий в малых объемах.

«Аддитивное производство открывает перед нами и нашими клиентами потрясающие возможности, и еще десять лет назад мы приняли стратегическое решение об усилении сотрудничества с компанией Stratasys в этом направлении, – указал президент Boeing Phantom Works Деррил Дэвис. – Мы постоянно ищем пути уменьшения стоимости и веса аэрокосмической техники, а также ускорения создания прототипов и тестирования новых инструментов и продуктов, чтобы быстрее сделать их доступными для клиентов».

«Меняя ориентацию 3D-принтера FDM, мы не только открываем возможность увеличения размеров изделий, но и обеспечиваем 10-кратное ускорение производства по сравнению с традиционной технологией FDM». – пояснил Гаррити.

Еще одна новая машина Stratasys, Robotic Composite 3D Demonstrator, использует экструдер, закрепленный на конце роботизированной руки, которая может менять свое положение по пяти осям. Устройство оснащено управляемой роботом платформой печати, которая перемещается по трем осям. Получаемый в результате восьмиосный роботизированный принтер позволяет выполнять самые точные операции фактически под любым углом, снижая тем самым потребность в поддерживающих материалах, использование которых существенно замедляет производство трехмерных компонентов.

Подобно настольному 3D-принтеру, новый Robotic Composite 3D Demonstrator использует модель FDM. Слои полимеров, из которых состоит объект, выбрасываются из нагретого экструдера. После завершения выполнения всех основных операций в работу включается вторая головка экструдера меньшего размера, с помощью которой создаются мелкие детали.

Главным преимуществом 3D-принтера Robotic является его способность печатать на уже наплавленных слоях, придавая тем самым изделию дополнительную прочность. Традиционные вертикальные 3D-принтеры FDM выстраивают объект с использованием процесса, который формирует ребра. А ребра эти легко ломаются. Многоосная печать позволяет перемещать композитные материалы вправо, влево, вверх, вниз и по диагонали, увеличивая тем самым прочность.

«Композитное производство сопряжено с весьма трудоемкими процедурами и геометрическими ограничениями, – поясняют в Stratasys. – Модель Robotic Composite 3D Demonstrator… помогает по-новому взглянуть на перспективы процесса изготовления облегченных компонентов и понять, каким образом можно ускорить производство компонентов из широкого спектра материалов».

Используя технологию памяти с изменением фазового состояния (phase change memory, PCM), ученые из IBM представили искусственные нейроны и синапсы, моделирующие когнитивные способности мозга.

На основе материалов, меняющих фазовое состояние, исследователям из IBM Research впервые удалось получить нейроны с произвольным доступом, предназначенные для хранения и обработки данных. Это открытие является важным этапом в процессе разработки нейронных сетей высокой плотности с пониженным энергопотреблением, которые могли бы найти применение при организации когнитивных вычислений.

Новая технология может быть использована для улучшения вычислений, направленных на обнаружение корреляции данных в приложениях Интернета вещей, организацию биржевой торговли и ускорение распространения информации в социальных сетях.

Результаты исследования IBM были представлены в статье «Стохастические нейроны с изменением фазового состояния», опубликованной в рецензируемом журнале Nature Nanotechnology.

По словам ученого из IBM Евангелоса Элефтериу, до момента создания полноценного процессора PCM пройдет еще по крайней мере несколько лет, но совершенное открытие обещает стать важнейшим прорывом в ходе реализации этого проекта.

Имитация работы нейронов мозга

Томас Тума: «В микросхемах PCM все происходит в точности так же, как работает мозг: короткие электрические импульсы, проходящие через синапсы, возбуждают нейроны»

Вдохновленные примером человеческого мозга ученые на протяжении десятилетий разрабатывали теории о моделировании вычислительных возможностей крупных популяций нейронов. Однако реализовать их на практике с той же плотностью и минимальными по своей мощности электрическими импульсами, которые характерны для биологических систем, до сих пор так и не удалось.

Ключевое значение для технологии имеет случайная вариация искусственных нейронов или их стохастическое (случайное) поведение.

В статистике возможные результаты анализа данных определяются с помощью случайной переменной. Другими словами, рассчитывается вероятность корреляции данных.

«По сути, все должно работать так же, как работает мозг: короткие электрические импульсы, проходящие через синапсы, возбуждают нейроны, – пояснил ведущий сотрудник подразделения IBM Research в Цюрихе и один из авторов статьи Томас Тума. – Для изменения фазового состояния материала мы используем короткий импульс продолжительностью, скажем, в наносекунду. Стохастичность PCM играет ключевую роль при организации популяционных вычислений, где каждый нейрон реагирует на воздействие по-разному, открывая новые способы представления сигналов и вычислений. В обычной ситуации люди пытаются скрывать стохастичность. Для получения стохастичности хорошего качества вызывать ее нужно искусственно. Нам же благодаря пониманию процессов перехода ячеек в кристаллическое или аморфное состояние удалось продемонстрировать очень хорошую естественную стохастичность».

Размеры созданных искусственно нейронов с изменением фазового состояния составляют всего 90 нм, однако исследователи утверждают, что их вполне можно довести до 14 нм (нанометр – это одна миллиардная часть метра).

Ученые из IBM объединили сотни искусственных нейронов в «популяции», которые используются для представления быстрых и сложных сигналов. Было показано, что искусственные нейроны выдерживают миллиарды переключений, что позволяет говорить о возможности их многолетнего использования при частоте обновления 100 Гц. Энергия, требуемая для обновления каждого нейрона, не превышала пяти пикоджоулей, а средняя мощность – 120 микроватт. Для сравнения, чтобы зажечь 60-ваттную электрическую лампочку, требуется 60 миллионов микроватт.

Неврологические процессоры

Искусственные нейроны будут применяться для создания нейропроцессоров, которые станут важным дополнением для уже существующих, стандартных процессоров, избавляя их от нагрузки, связанной с решением аналитических задач.

«Мы показали, что ячейки с изменением фазового состояния позволяют создавать как синапсы, так и нейроны, – отметил Тума. – Это открытие имеет очень большое значение для вывода памяти с изменением фазового состояния на новый уровень и использования ее при организации вычислений».

Память PCM, известная также как память произвольного доступа с изменением фазового состояния (phase-change random access memory, PRAM), представляет собой энергонезависимую память, в основе работы которой лежит перевод стекловидного материала из кристаллического состояния в аморфное под воздействием электрического импульса.

При подаче напряжения ячейки памяти PCM переходят из одного состояния в другое, что соответствует нулям и единицам битов данных. При этом ячейки PCM могут принимать более двух состояний, не ограничиваясь только нулями и единицами.

Пытаясь создать новый тип энергонезависимой памяти, в IBM, Micron, Samsung и Everspin активно экспериментируют с технологией PCM, которая опережает флеш-память NAND по быстродействию в 100 раз и значительно превосходит ее по надежности. Конечно, памяти PCM еще предстоит доказывать свою состоятельность, в том числе и из-за дороговизны. Но в отличие от памяти NAND, хранящей в одной ячейке несколько битов данных, информация в ячейках PCM не разрушается.

Впрочем, последние исследования направлены на создание не нового типа энергонезависимой памяти, а нового типа процессоров.

«На протяжении десяти лет мы изучали материалы с изменением фазового состояния, на основе которых можно было бы создавать память, и в последние два года достигнутый прогресс был особенно заметен, – подчеркнул Элефтериу. – В этот период мы открыли новые технологии памяти, впервые записали в ячейку PCM три бита данных, а теперь демонстрируем мощные возможности искусственных нейронов, созданных на базе изменения фазового состояния».

Искусственные нейроны состоят из материалов с фазовым переходом, в том числе из теллурида сурьмы и германия. Из тех же материалов изготавливаются сегодня и перезаписываемые диски Blu-ray. Однако искусственные нейроны не хранят цифровой информации; они являются аналоговыми, точно так же, как синапсы и нейроны нашего мозга.

В ходе демонстрации команда исследователей воздействовала на искусственные нейроны серией электрических импульсов, которые вызывали прогрессивный переход материала в кристаллическое состояние, заставляя нейроны срабатывать. В нейробиологии эта функция известна как свойство интеграции и возбуждения (integrate-and-fire) биологических нейронов. Она является основой для вычислений на базе событий и похожа на реакцию мозга на наше прикосновение к чему-то горячему.

Обладая свойством интеграции и возбуждения, даже один нейрон может использоваться для поиска закономерностей и обнаружения корреляции потоков данных на основе событий в реальном времени.

Анализ за долю секунды

В мире Интернета вещей для ускорения составления прогнозов погоды можно использовать удаленные датчики, которые будут собирать большие объемы информации, подвергаемые анализу. Искусственные нейроны способны выявлять также закономерности в финансовых транзакциях при поиске расхождений и использовать данные из социальных сетей для поиска в реальном времени новых культурных тенденций. Большие популяции высокоскоростных нейронов наномасштаба с низким энергопотреблением могут быть использованы и в нейроморфных сопроцессорах, включающих в себя память и вычислительные блоки.

Отличительной особенностью искусственных нейронов IBM является также их способность к самообучению с последующим использованием в энергоемких приложениях анализа данных, позволяющих выявлять в социальных сетях или на фондовом рынке произвольные тенденции.

Например, торговля на бирже одними акциями может повлиять на другие, причем распознать эту корреляцию будет весьма непросто.

Для пояснения работы системы машинного обучения, построенной на базе искусственных нейронов, Элефтериу рассказал известную специалистам по прогнозному анализу байку о памперсах и пиве. Согласно легенде, исследование, проводившееся в универмаге, выявило связь между приобретениями мужской частью клиентов памперсов и пива. Набрав памперсов, покупатели тут же компенсировали характерную для женщин заботу о детях присущим мужчинам пристрастием к пиву.

Исследователи выяснили, что если в универмаге пиво будет находиться рядом с памперсами, продажи и того, и другого вырастут на 35%. Другие универмаги тоже последовали этому примеру.

«Используя искусственные нейроны, можно выявить и корреляцию между двумя видами акций, – добавил Элефтериу. – Каким образом они связаны друг с другом? Мы не знаем. Не знаем и почему так происходит, но данные свидетельствуют о наличии связи, а синапсы демонстрируют эту корреляцию».

Компания Ford Motor объявила о планах организовать к 2021 году массовое производство полностью автономных автомобилей, которые будут продаваться сервисам вызова такси, таким как Uber.

Автомобили Ford будут выпускаться без рулевого колеса и без педалей тормоза и газа. Другими словами, водитель им не понадобится.

«Мир меняется и меняется очень быстро, – заявил генеральный директор Ford Марк Филдс на конференции, организованной в исследовательском подразделении компании в Пало-Альто. – И мы не намерены сидеть на месте. Ford станет активным проводником происходящих перемен».

К уже имеющемуся в Пало-Альто центру исследований и инноваций компания пристроит два новых здания, в результате чего площадь исследовательских лабораторий увеличится на 14 тыс. кв. м. А численность их коллектива к 2017 году удвоится. В настоящее время здесь работают 130 исследователей, инженеров и ученых.

«Совершенно ясно, что следующее десятилетие пройдет под знаком автоматизации автомобилей, добавил Филдс. – Мы видим, что автономные транспортные средства оказывают на общество не меньшее влияние, чем конвейерное производство, созданное нашей компанией сто лет назад».

Технический директор Ford Радж Наир объявил о смене курса и переходу от постепенного внедрения беспилотных технологий к созданию через пять лет полностью автономного парка. Все это будет осуществляться в рамках «программы нисходящего проектирования».

При этом компания не ставит перед собой задачу налаживания к 2021 году производства автономных автомобилей для потребителей. С момента появления автономных такси должно пройти по крайней мере несколько лет. Это объясняется как экономическими причинами, так и отсутствием в настоящее время готового решения, которое обеспечило бы безопасную передачу управления от автомобиля к водителю.

«Наша стратегия не предусматривает автоматизацию третьего уровня, которая требует наличия водителя», – подчеркнул Наир.

Национальное управление по безопасности движения на автострадах США (National Highway Traffic and Safety Administration, NHTSA) определило пять уровней функциональности автономных транспортных средств. Нулевой уровень предполагает полное отсутствие функций самоуправления, а четвертый – полностью автономный автомобиль, передвигающийся без водителя. Третий уровень соответствует полностью автономному автомобилю, который позволяет водителю брать на себя управление транспортным средством.

Для создания автономных автомобилей Ford анонсировала четыре технологических партнерства, в том числе, инвестировав в рамках достигнутых соглашений 75 млн долл. в компанию Velodyne, ведущего производителя лазерных дальномеров (так называемых лидаров).

Цель заключается в быстром налаживании массового производства более доступных автомобильных лидаров.

Ford купила также израильскую компанию SAIPS, занимающуюся разработкой систем машинного зрения и машинного обучения. Это приобретение должно расширить возможности автопроизводителя в области искусственного интеллекта и усовершенствованных систем машинного зрения. Подписано лицензионное соглашение с немецкой компанией Nirenberg Neuroscience, которая была основана нейробиологом Шейлой Ниренберг и занимается проектированием технологий машинного зрения. Это партнерство позволит Ford получить модули машинного обучения для систем виртуальных водителей автономных транспортных средств.

В июле в Ford сообщили о проведении инвестиций в разработчика трехмерных карт высокого разрешения Civil Maps.

Компания Ford объявила об удвоении капиталовложений в технологии автономных автомобилей, которые помогут сформировать новые источники дохода на рынке вызова такси и организации совместных поездок.

По словам Филдса, появление автономных транспортных средств предоставит новые возможности широким слоям общества, в том числе всем немощным и старикам, которые не в состоянии управлять автомобилем самостоятельно. Развитие автономных технологий отражает и смену тенденций в природе владения автомобилем: сегодня многие молодые люди начинают водить позже, а иногда и вовсе полагаются исключительно на сервисы совместного использования транспортных средств.

Распространение автономных технологий будет способствовать уменьшению загрязнения окружающей среды за счет более эффективной и безопасной эксплуатации автомобилей, управлять которыми станут компьютеры.

«В настоящее время только в США в автокатастрофах ежегодно погибают более 30 тыс. человек, – подчеркнул Филдс. – И 90% этих аварий обусловлены ошибками людей».

В текущем году компания Ford планирует увеличить парк автономных транспортных средств, участвующих в испытаниях, в три раза. Около 30 самоуправляемых седанов Fusion Hybrid появятся на дорогах Калифорнии, Аризоны и Мичигана. В следующем году их число предполагается увеличить еще в три раза.

«Для большинства людей автономные транспортные средства представляют собой совершенно новую концепцию, и доверие к ним будет играть немаловажную роль, – признал Филдс. – Фактически весь прошлый век ушел у нас на завоевание такого доверия. Но теперь мы знаем, как наладить выпуск большого объема безопасных и качественных автомобилей, отвечающих потребностям людей всего мира».

Анализируя свойства синтетического ДНК, исследователям удалось не только закодировать и декодировать 200 Мбайт данных, но и обеспечить их долговременное хранение.

«В закодированном виде данные занимали в пробирке место размером с острие карандаша», – сообщил Дуглас Кармин из Microsoft, курирующий проект.

Хранилище ДНК имеет период полураспада 500 лет даже в достаточно жестких условиях. Период полураспада ДНК – как и у радиоактивных материалов – определяет продолжительность времени, в течение которого распадается половина связей в цепочке.

В целом, все это представляет собой огромный шаг вперед. «Представьте себе все данные большого ЦОД, сжатые в объеме маленького кубика сахара, – говорится в блоге Microsoft. – Или все данные мирового Интернета, помещенные в коробку из-под обуви. Таким высоким может оказаться потенциал хранилища, организованного в ДНК, если ученым удастся масштабировать технологию и преодолеть ряд технических препятствий».

Хранимые в молекулах ДНК данные включают цифровые версии произведений искусства, музыкальное видео группы OK Go! в формате высокой четкости, Универсальную декларацию прав человека, записанную более, чем на 100 языках, 100 наиболее популярных книг Проекта Гутенберга, а также базу семян некоммерческой организации Crop Trust.

В закодированном виде данные занимали в пробирке место размером с острие карандаша Источник: Tara Brown Photography/ University of Washington

Использование ДНК в качестве среды хранения необходимо, поскольку объемы данных в мире стремительно растут, а хранилище на молекулярном уровне имеет гораздо большую плотность по сравнению с жесткими дисками, твердотельными накопителями и даже новейшими технологиями наподобие памяти с изменением фазового состояния.

«Кроме того, системы эти через несколько лет или десятилетий деградируют, в то время как ДНК позволяет надежно хранить информацию на протяжении столетий, – указали в новостном релизе исследователи из Университета Вашингтона. – Следует отметить, что ДНК лучше подходит для архивных приложений, чем для систем, где доступ к файлам нужно получать немедленно».

Исследователи из Microsoft и Университета Вашингтона составляют одну из двух команд, продемонстрировавших возможность произвольного доступа к данным, которые хранятся в пуле молекул. Эта задача, по их словам, аналогична восстановлению одной главы из библиотеки порванных книг.

По словам исследователей, они разработали «новый подход» преобразования длинных строк нулей и единиц цифровых данных в четыре основных строительных блока последовательностей ДНК – аденин (As), гуанин (Gs), цитозин (Cs) и тимин (Ts).

Цифровые данные разбиваются на фрагменты и размещаются в большом количестве крошечных молекул ДНК, которые могут быть обезвожены и храниться на протяжении длительного времени.

Хранение данных в молекулах ДНК в первую очередь основывается на достижениях биотехнологической отрасли, но сюда привнесены и некоторые наработки из сферы информационных технологий. В системе кодирования, например, исследователи из Microsoft и Университета Вашингтона использовали схемы коррекции ошибок, получившие широкое распространение в компьютерной памяти.

«Здесь мы видим пример того, как при хранении информации задействуются природные компоненты – ДНК, – указал доцент кафедры вычислительной техники и инженерии университета Вашингтона и главный исследователь проекта Луис Энрике Сез. – Вместе с тем, мы взяли кое-что и из компьютерной отрасли (способы коррекции ошибок в памяти), применив существующие наработки к природным компонентам».

Для доступа к хранимым данным исследователи закодировали в последовательностях ДНК аналоги почтовых индексов и адресов улиц. Технологии полимеразной цепной реакции – используемые обычно в молекулярной биологии – помогают легче идентифицировать искомые почтовые индексы.

Используя технологии последовательностей ДНК, исследователи могут считывать данные и конвертировать их обратно в видео, изображения или файлы документов, упорядочивая данные с помощью адресов улиц.

Сегодня большинство данных хранятся на магнитных и оптических носителях. В последнее время плотность размещения битов на магнитных лентах заметно возросла, емкость ленточных картриджей достигла 185 Тбайт, а наибольшая плотность хранилищ коммерческих систем составляет 10 Гбайт на миллиметр. Недавние исследования показали, что емкость оптических дисков можно увеличить до 1 петабайта, в этом случае плотность записи достигает 100 Гбайт/мм. Но несмотря на столь значительный прогресс, хранение зеттабайт данных все равно потребует миллионов устройств и огромного физического пространства.

Теоретический предел ДНК составляет около одного эксабайта на миллиметр, что на восемь порядков превышает возможности магнитных лент. Кроме того, хранилище на основе ДНК сохраняет свою актуальность вечно: пока существует жизнь на основе ДНК, основания для считывания данных из ДНК и манипулирования ими никуда не исчезнут.

В совместном исследовании IDC и EMC «Цифровая Вселенная» прогнозируется, что объемы хранимых данных к 2017 году превысят 16 зеттабайт. Благодаря Интернету вещей удвоение объемов цифровых данных происходит через каждые два года, и к 2020 году они достигнут 44 триллионов гигабайт.

Значительная часть этих данных представлена в архивной форме. Недавно компания Facebook построила целый ЦОД, рассчитанный на хранение одного эксабайта данных, обращение к которым происходит достаточно редко.

Исследователи проводят эксперименты с ДНК, используемой в качестве среды хранения данных, уже больше десятка лет, и прогресс здесь достигается очень быстро. В 1999 году хранилище, созданное на базе ДНК, позволяло закодировать и восстановить сообщение длиной всего в 23 символа.

В 2013 году ученые из EMBL-European Bioinformatics Institute объявили, что закодировали в ДНК MP3-версию речи Мартина Лютера Кинга «У меня есть мечта».

В апреле исследователи из Microsoft и Университета Вашингтона опубликовали документ, в котором подробно рассказывалось об использовании синтетической ДНК в качестве хранилища архивов.

«Молекула ДНК – удивительное хранилище информации, в котором закодированы данные о работе живой системы, – отметил Сез. – Мы же решили использовать это пространство для хранения цифровых данных – изображений, видео, документов. Вот важный пример потенциала, позаимствованного у природы для создания еще более эффективных компьютерных систем».

Компания SolarCity согласилась с предложением Tesla Motors о полном приобретении SolarCity за 2,9 млрд долл., которое впервые было озвучено в июле.

Компания, специализирующаяся на установке на крышах солнечных батарей, объявила, что слияние приведет к созданию первой в мире «устойчивой вертикально-ориентированной энергетической компании».

SolarCity уже продает литиево-ионные батареи, которые Tesla выпускает для коммерческих и домашних систем хранения энергии, а также для всех своих электромобилей.

Основатель и генеральный директор Tesla Илон Маск является одновременно одним из основателей и председателем совета директоров компании SolarCity, работой которой руководят генеральный директор Линдон Райв и его брат Питер Райв, занимающий пост технического директора. Оба они - кузены Маска. Лично Маску принадлежат 22% акций SolarCity и 21% акций Tesla.

Батарея Tesla Powerwall может быть размещена прямо на стене гаража, по соседству с электромобилем. Источник: Tesla

«Солнечные системы и системы хранения энергии очень удачно дополняют друг друга при объединении, – говорится в блоге SolarCity. – Будучи одной компанией, Tesla (хранение электроэнергии) и SolarCity (переработка солнечной энергии) смогут создавать полностью интегрированные продукты для жилых помещений, коммерческих систем и энергетических сетей, улучшающие процесс производства, хранения и потребления электроэнергии».

Tesla готовится увеличить выпуск стационарных систем Powerwall и Powerpack на фабрике Gigafactory, которая официально открылась в конце июля. К 2018 году фабрика произведет достаточное количество батарей для 500 тыс. электромобилей, которые Tesla планирует выпустить. Производитель электромобилей обещает представить к этому времени свою самую дешевую модель для массового потребителя, Model 3.

В соответствии с планами Маска, к 2020 году фабрика будет производить 35 гигаватт батарейной емкости. Цель заключается в том, чтобы снизить цены на батареи более, чем на 30% за счет экономии на масштабах производства.

В SolarCity заявили, что готовы предложить «дифференцированные солнечные решения следующего поколения».

«Объединив усилия, мы сможем повысить эффективность производства и полностью интегрировать наши продукта, предложив клиентам эстетически красивое и простое сочетание систем переработки солнечной энергии и ее хранения: единая установка, единый сервисный контракт, единое телефонное приложение».

У аналитиков отрасти сложилось противоречивое впечатление об объединении Tesla и SolarCity.

Директор исследовательской компании Mercom Capital Group Радж Прабху заявил о своем скептическом отношении к объединению, которое весьма вероятно приведет к конфликту интересов.

Ни Tesla, ни SolarCity не являются прибыльными и влезают в довольно большие долги, поскольку много тратят на укрепление своего положения в пока еще нишевых отраслях.

«Если бы Маск не был крупным акционером в обеих компаниях, сделка вряд ли бы состоялась, – подчеркнул Прабху. – Это два очень разных вида бизнеса, и спад в одном из них будет тормозить развитие всей компании».

Руководитель направления исследований солнечной энергетики в компании GTM Research Эм Джей Шао согласен с позицией Tesla, согласно которой полнофункциональное и интегрированное энергетическое решение необходимо для того, чтобы потребители самостоятельно управляли своим энергетическим выбором в условиях изменения электрических структур в масштабе всей страны.

«Неясно, однако, действительно ли слияние так уж нужно Tesla и SolarCity для совместного создания и продвижения продуктов под общим брендом», – заметил он.

В прошлом году Tesla неплохо заработала на продаже своих литиево-ионных батарей SolarCity. По данным GTM Research, на SolarCity пришлось 36% всех продаж аккумуляторов Tesla.

Согласно новому отчету IHS, ожидается, что глобальный рынок средств хранения электроэнергии удвоится, если компании и домашние потребители начнут дополнять солнечные панели на крыше и другие системы, использующие возобновляемые источники энергии, средствами ее хранения.

На протяжении ближайшего десятилетия литиево-ионные батареи будут оставаться основным средством хранения электроэнергии. К 2025 году на них придется более 80% всех установок хранения энергии.

В SolarCity уверены, что уже в первый год после завершения сделки объединение принесет компании около 150 млн долл.

Клиенты смогут сэкономить деньги за счет уменьшения стоимости оборудования, снижения расценок на установку, повышения эффективности производства и снижения издержек клиентов. Этому будет способствовать розничная сеть Tesla, объединяющая 190 магазинов, и присутствие этой компании на международных рынках.

В соответствии с достигнутым соглашением, в течение 45-дневного периода, который закончится 14 сентября, SolarCity сможет принимать и другие предложения. Обе компании заполнили для Комиссии по ценным бумагам и биржам США так называемую Форму 8-K, в которой содержится дополнительная информация о сделке.

В SolarCity говорят, что подписание соглашения о слиянии – «большой шаг вперед», но еще не «финишная черта». Ожидается, что сделка будет окончательно завершена в четвертом квартале нынешнего года.

Но прежде чем это случится, она должна быть одобрена большинством незаинтересованных акционеров Tesla и SolarCity, которые голосуют на каждом собрании и утверждены регулирующими органами.

Компания Google намерена использовать высший уровень интеллекта нейронной сети DeepMind для поиска способов сокращения энергопотребления своих ЦОД, которые составляют 40% всего мирового Интернета.

«Это должно помочь повысить свою энергоэффективность и другим компаниям, работающим в нашем облакеe, – указывается в блоге Google. – Несмотря на то, что мы являемся лишь одним из многих операторов ЦОД в мире, по интенсивности использования возобновляемых источников энергии с нами мало кто может сравниться».

Конечной целью Google является перевод на возобновляемые источники энергии всех своих ЦОД. В настоящее время они покрывают 35% потребностей компании в электроэнергии.

Компания частично или полностью финансирует 22 проекта ветряных и солнечных электростанций в различных странах мира. Инвестиции в размере 1,5 млрд долл. делают ее крупнейшим корпоративным покупателем электроэнергии, получаемой из возобновляемых источников.

«В совокупности эти проекты рассчитаны на выработку 2,5 ГВт электроэнергии, что значительно превышает наши сегодняшние нужды, – указывается на сайте ЦОД Google. – Такого объема достаточно для удовлетворения потребностей примерно 500 тыс. домов».

На рисунке представлен типичный день тестирования с использованием алгоритма DeepMind для выдачи рекомендаций по повышению эффективности энергопотребления. На графике видны моменты начала и конца выдачи рекомендаций на основе машинного обучения

Британский разработчик технологий искусственного интеллекта DeepMind, которого Google приобрела в 2014 году, имеет в своем распоряжении технологии нейронных сетей, строящихся по образу центральной нервной системы человека и используемых для активного изучения предметных областей при решении сложных задач.

Масштабная инфраструктура ЦОД Google поддерживает интернет-сервисы Google Search, Gmail и YouTube. При этом серверы выделяют очень большое количество тепла, которое необходимо отводить для их нормального функционирования.

Охлаждение, как правило, осуществляется с помощью промышленного оборудования: насосов, охлаждающих установок и градирен. Два года назад компания начала применять для повышения эффективности работы ЦОД методы машинного обучения. В последние несколько месяцев исследователи из DeepMind поддерживали тесное взаимодействие с командой центров обработки данных Google, благодаря чему компании удалось существенно улучшить функционирование своих охлаждающих систем.

DeepMind использует исторические данные (о температуре, энергопотреблении, скорости работы насосов и т.д.), собранные тысячами датчиков в ЦОД, и прогнозирует с помощью нейронных сетей системы искусственного интеллекта будущие показатели средней эффективности энергопотребления (Power Usage Effectiveness, PUE), которые определяются как отношение общего потребления электроэнергии в здании к энергопотреблению ИТ-оборудования.

Другие нейронные сети используются для прогнозирования температуры и давления в ЦОД с последующей выдачей рекомендаций по проведению необходимых мероприятий.

«Наша система машинного обучения способна на 40% сократить потребление энергии для охлаждения, что соответствует 15-процентному уменьшению PUE с учетом энергетических потерь и прочих неэффективных затрат, не имеющих отношения к охлаждению, – указывается в материалах Google. – Таким образом, PUE достигает минимального уровня за всю историю наблюдений».

С помощью алгоритма машинного обучения DeepMind компания Google планирует решать и другие задачи в интересах ЦОД, в том числе связанные с повышением эффективности конверсии электростанций (увеличения объема вырабатываемой ими электроэнергии при тех же начальных условиях); сокращением потребления энергии и воды электронным оборудованием; а также с повышением пропускной способности производственных мощностей.

Компания готова поделиться полученными результатами, с тем чтобы операторы других ЦОД и промышленных систем также могли извлечь выгоду из почерпнутых ею уроков.

Компания Seagate анонсировала новое семейство жестких дисков емкостью до 10 Тбайт, которые предназначены для настольных компьютеров, подключаемых к сети устройств хранения (network-attached storage, NAS) и систем видеонаблюдения.

Накопители Guardian Series превосходят по емкости предыдущие жесткие диски Seagate для потребительского рынка и малого бизнеса на 2 Тбайт.

В состав Guardian Series входят накопители BarraCuda Pro для настольных компьютеров, Seagate IronWolf для устройств NAS и Seagate SkyHawk для систем видеонаблюдения.

Компания Seagate намерена возродить бренд Barracuda, под которым будут выпускаться жесткие диски для настольных и портативных компьютеров потребительского класса. Несколько лет назад в Seagate решили отказаться от этого названия в пользу «Desktop Hard Drive». Теперь все возвращается на круги своя, вот только написание изменится на «BarraCuda».

В семейство BarraCuda войдут жесткие диски емкостью от 500 Гбайт до 10 Тбайт со скоростью вращения шпинделя от 5900 до 7200 оборотов в минуту. Накопители поставляются с кэш-памятью DRAM объемом от 16 до 64 Гбайт в зависимости от емкости накопителя. Диски будут предлагаться с типоразмером 2,5 и 3,5 дюйма. Самые тонкие 2,5-дюймовые накопители BarraCuda, предназначенные для установки в сверхтонкие ноутбуки, имеют толщину 7 мм и емкость до 2 Тбайт.

Скорость передачи данных у накопителей обновленного семейства BarraCuda достигает 210 Мбайт/с. Модели емкостью 2 Тбайт в розничных магазинах будут продаваться по цене 81 долл., а модели емкостью 3 Тбайт – по цене 100 долл.

Компания Seagate анонсировала новые накопители BarraCuda Pro для «энтузиастов» емкостью до 10 Тбайт. Скорость вращения шпинделя у них составляет 7200 оборотов в минуту, а скорость передачи данных – 220 Мбайт/с. Диски поставляются с ограниченной пятилетней гарантией, которая более, чем в два раза превосходит стандартный для моделей BarraCuda двухлетний гарантийный срок.

«Диски BarraCuda Pro имеют самую быструю скорость вращения (7200 оборотов в минуту) среди присутствующих сегодня на рынке 3,5-дюймовых жестких дисков для ПК», – подчеркнул старший менеджер Seagate по маркетинговой стратегии Крис Диэдорфф.

Накопитель поддерживает также технологию Seagate Self-Encryption Drive (SED), которая обеспечивает парольную защиту данных и позволяет уничтожать данные на диске криптографическим методом, меняя ключ шифрования, после чего никто уже не сможет получить к ним доступ.

По словам Диэдорффа, устройства BarraCuda Pro рассчитаны на запись до 55 Тбайт данных в год. Модель BarraCuda Pro емкостью 10 Тбайт можно будет приобрести в магазинах за 535 долл.

Еще одним представителем семейства BarraCuda станет жесткий диск FireCuda, который предназначен для любителей игр и будет поставляться в форматах 2,5 и 3,5 дюймов. Емкость этой модели может составлять 1 или 2 Тбайт.

Устройства FireCuda представляют собой гибрид жесткого диска и твердотельного накопителя (solid-state hybrid drive, SSHD). Небольшой (8 Гбайт) объем флеш-памяти NAND, присутствующей в них, служит для кэширования и позволяет добиться пятикратного увеличения производительности по сравнению со стандартными моделями BarraCuda. Данные сначала записываются во флеш-память и только потом на жесткий диск, что обеспечивает более высокую производительность даже у устройств со скоростью вращения шпинделя 5900 оборотов в минуту. Максимальная устойчивая скорость чтения такого накопителя достигает 210 Мбайт/с.

Компания Seagate продает устройства SSHD с 2011 года, поэтому новой технологию FireCuda назвать уже нельзя. Устройства будут продаваться по цене 85 долл. за накопитель емкостью 1 Тбайт и 110 долл. за модель емкостью 2 Тбайт.

Малому бизнесу Seagate предложит семейство устройств NAS, которое будет распространяться под брендом IronWolf. Устройства могут иметь от 1 до 16 отсеков, емкость до 10 Тбайт и поставляются с программным обеспечением AgileArray (ранее оно называлось NASworks). Технология AgileArray поддерживает функции восстановления после сбоев и управления электропитанием, повышая устойчивость к вибрации при использовании сразу нескольких отсеков.

Оборудование IronWolf рассчитано на запись до 180 Тбайт данных в год и отличается более высокой надежностью по сравнению с другими моделями Seagate. По словам старшего директора Seagate по маркетингу продуктов Дженнифер Брэдфилд, средняя наработка на отказ здесь составляет 1 млн часов.

При отсутствии нагрузки устройство переводится в спящий режим, потребляя при этом всего 0,8 ватт. В активном состоянии потребляемая мощность увеличивается до 6,8 ватт.

Покупатели IronWolf могут воспользоваться программой Rescue Data Recovery Service, гарантирующей защиту от потери данных в результате воздействия вирусов, ошибок в программном обеспечении, а также механических и электрических сбоев в среде NAS или RAID. Отказавший диск можно вернуть обратно Seagate, а специальная служба Rescue Service займется восстановлением записанных на нем данных. Устройства поставляются с ограниченной трехлетней гарантией. Модель IronWolf емкостью 10 Тбайт продается по цене 470 долл.

Семейство SkyHawk представляет собой обновленный вариант серии жестких дисков Sv35, предназначенных для организации видеонаблюдения. Новые накопители со скоростью вращения шпинделя 7200 оборотов в минуту имеют емкость до 10 Тбайт и позволяют записывать до 10 тыс. часов видео высокой четкости. Устройства поставляются с прошивкой ImagePerfect, разработанной компанией MTC Technology.

Прошивка позволяет применять накопители в камерах с датчиками движения. В моменты, когда диски не используются, они переводятся в спящий режим, что приводит к уменьшению их энергопотребления и тепловыделения. Последующее включение осуществляется очень быстро, что позволяет осуществлять бесперебойную запись.

Как и в устройствах IronWolf, в накопителях SkyHawk установлены датчики ротационной вибрации, помогающие уменьшить число ошибок при выполнении операций чтения и записи. По словам менеджера Seagate Worldwide Surveillance Segment по маркетингу Обри Мулах, новые модели способны поддерживать до 64 камер высокой четкости.

Накопители SkyHawk, предназначенные для современных систем высокого разрешения, работающих круглосуточно, тоже поставляются со средствами восстановления данных.

Жесткие диски SkyHawk, рассчитанные на запись до 180 Тбайт данных в течение года, имеют миллион часов наработки на отказ и продаются с трехлетней ограниченной гарантией.

У 16-месячного Гарретта Петерсона проблемы с дыханием возникали ежедневно.

Петерсон родился с размягченными бронхами и ослабленными хрящами в бронхиальных трубках и всю свою жизнь провел в больнице университета штата Юта. Для выживания ему постоянно был необходим вентилятор высокого давления.

Тем временем инженер-биомедик из университета Мичигана Скотт Холлистер разработал трехмерную печатную шину, которая со временем абсорбируется в тело, но на протяжении двух-трех лет способна удерживать в открытом состоянии дыхательные пути новорожденных. Как правило, этого времени достаточно для перестройки бронхиального хряща и обеспечения здорового дыхания.

Несмотря на риск родители Гарретта, Джейк и Натали, приняли решение лететь с ребенком в университет Мичигана на самолете, оборудованном средствами интенсивной терапии. После успешной операции их сын был отключен от вентилятора и направлен домой.

Биомедицинская шина – лишь один из примеров использования трехмерной печати вместе с тканями, полученными в лабораториях, и биоматериалами для создания имплантируемых устройств.

По словам доктора Моррисона, возглавляющего в университете Мичигана отделение отоларингологии и хирургии шеи, соответствующее направление получило название 4D-печати, поскольку имплантаты со временем приспосабливаются к изменениям тела и его росту.

С докладами о полученных результатах Моррисон и Холлистер выступили на конференции RAPID 3D Printing and Manufacturing Conference.

К настоящему времени хирурги и инженерный персонал университета Мичигана успешно вставили шины четырем детям, которые были выписаны домой уже через несколько недель после операции.

Сначала пациенту проводится компьютерная томография и создается виртуальная модель трахеи. Затем с помощью программного обеспечения Mimics, разработанного бельгийским производителем 3D-принтеров Materialise, моделируется образ имплантата.

После этого полученный образ загружается на 3D-принтер Formiga P100, использующего лазерное спекание для послойного связывания поликапролактона – биоматериала, повторяющего форму трахеи конкретного пациента.

С помощью криогенных технологий поверхность заготовки шины замораживается и размельчается с точностью до микронов до тех пор, пока не будет подогнана идеально.

Хотя процесс создания имплантата может показаться очень сложным, все необходимые операции выполняются в течение одного дня. Технология позволяет печатать до 200 имплантатов одновременно.

Шина должна быть совместима на биологическом уровне с иммунной системой пациента и сопротивляться внешнему сжатию со стороны окружающих тканей тела, обладая при этом достаточной гибкостью и эластичностью. Продолжительность ее использования составляет от двух до четырех лет.

В настоящее время шины соответствуют всем критериям успешной медицинской имплантации. Уже через шесть месяцев, как и планировалось, начинается их поглощение организмом. Абсорбируясь в окружающие ткани, биоматериал постепенно выводится из тела.

Холлистер, Моррисон и другие исследователи убеждены в том, что со временем применение 4D-биоматериалов выйдет за рамки помощи детям с респираторными заболеваниями. Уже сейчас изучается возможность коррекции скелета, реконструкции лица и восстановления формы ушей с использованием медицинских каркасов, удерживающих окружающие ткани на месте.

Для совершенствования методов 4D-печати и расширения ее использования необходимо укреплять связи с научными организациями и промышленными предприятиями. Это позволит разрабатывать новые материалы и методы создания имплантатов.

«Возможность печати различных гибких имплантатов для реконструкций подобного рода имеет очень важное значение», – подчеркнул Холлистер.

Исследователи полагают, что направление биомедицинской 4D-печати будет развиваться очень быстро по мере открытия новых сфер ее применения.

«Думаю, что в ближайшие пять лет мы увидим массу новых идей использования соответствующих технологий», – заявил Моррисон.

Анализ онлайн-активности человека способен указать на вероятность наличия у него онкологического заболевания, показывают научные сотрудники Microsoft Research в опубликованном недавно докладе.

Исследователи объявили, что по результатам обработки истории поисковых запросов им удавалось выявлять людей, болеющих раком поджелудочной железы, еще до того, как тем поставили диагноз.

Как пишут авторы, результаты исследования указывают на возможность создания «недорогих систем наблюдения с широким охватом» для пассивного мониторинга поисковой активности и заблаговременной выдачи предостережений о вероятности рака поджелудочной железы, а также, после расширения разработанной методологии, и других опасных видов рака, пишут авторы. «Такие системы могли бы постоянно сохранять общие данные и ключевые ориентиры, рекомендуя пользователю темы для обсуждения c врачом», — добавляют они.

В исследовании использовалась база из 9,2 млн запросов к поисковой системе Bing, поступивших от англоязычных американцев за период с октября 2013-го по май 2015 года. Для построения статистической модели применялись не только сами запросы, но и данные переходов по ссылкам, позволившие уточнять намерения пользователей.

Участники исследовательской группы, в которую вошли научные сотрудники Microsoft Research Эрик Хорвитц и Райен Вайт, а также аспирант Колумбийского университета Джон Папарризос, сообщили, что данные были анонимизированы, но каждому поисковому запросу был присвоен идентификатор, привязывающий его к конкретному браузеру, чтобы можно было прослеживать индивидуальную историю поиска.

Вначале, по словам авторов, были выявлены пользователи, делавшие запросы, которые указывали на недавнюю постановку диагноза «рак поджелудочной железы». К таким запросам, например, относились фразы «причины развития рака поджелудочной» и «к чему готовиться, если диагностировали рак поджелудочной».

С помощью специальным образом настроенных фильтров Bing исследователи отсеяли запросы со специальной лексикой, указывавшей на то, что их делали профессиональные медики. В результате для изучения осталось около 7,2 млн запросов от людей, у которых предположительно диагностировали заболевание.

Затем исследователи проанализировали запросы о симптомах, совершавшиеся теми же пользователями на несколько месяцев раньше.

«Мы убедились, что можем идентифицировать рак в 5-15% случаев при очень низком количестве ложно-положительных результатов», — пишут исследователи. По их словам, уровень таких результатов составлял от одного на 100 тыс. до одного на 10 тыс.

В отличие от многих других видов злокачественных опухолей, которые могут расти медленно, рак поджелудочной железы — один из самых агрессивных, поэтому в его случае более ранняя диагностика улучшает шансы больного.

Ранние признаки рака поджелудочной железы малозаметны и нередко проявляются в форме неспецифичных симптомов, меняющихся со временем, отмечают исследователи.

Результаты анализа поисковых запросов указывают на возможность раннего обнаружения заболевания — до пяти месяцев перед официальной постановкой диагноза.

«Журналы запросов веб-поиска способны стать ценным источником сигналов для скрининга на рак поджелудочной железы на довольно ранних этапах, — пишут исследователи. — Учитывая, что этот вид рака может перейти от первой к четвертой стадии всего за год с лишним, такой скрининг способен улучшить пятилетнюю выживаемость».