三年前，HPE（前身为惠普）提出了一个激进的计算机重新设计愿景，旨在在单个系统中提供前所未有的性能。通过将通常以小块形式绑定到每个处理器的所有内存整合到一个巨大的池中，并使用光纤而不是铜线连接所有部件，HPE 希望以在微芯片上封装更多晶体管永远无法实现的方式为计算机加速。HPE 将这款下一代计算机简称为“The Machine”。此后，该公司着手将这些神话般的组件变为现实。
快进到现在，虽然 The Machine 尚未完全问世，但 HPE 正在展示迄今为止的进展。目前在华盛顿特区《大西洋月刊》的On the Launchpad：重返深空会议上展出的原型机拥有 1,280 个高性能微处理器内核，每个内核与其他内核同步读取和执行程序指令，并可访问高达 160 TB（太字节）或 160 万亿字节的内存。相比之下，当今高端游戏 PC 的内存约为 64 GB（640 亿字节）。光纤（使用光子而不是电子）在不同组件之间传递信息。
高科技研究和咨询公司 TIRIAS Research 的首席分析师 Paul Teich 表示：“重要信息是他们有一个功能齐全的大型内存研究系统正在运行。”“HPE 的 The Machine 的定义是其单个巨大的可寻址内存池。” 计算机会为其内存中存储的每个字节的数据位置分配一个地址。The Machine 的处理器可以访问这些地址并与之通信，方式与高性能计算机节点（用于模拟天气预报或运行用于发现新化合物的模拟的节点）协同工作的方式非常相似。Teich 表示，主要区别在于高性能计算机节点分布在大型数据中心，需要许多网络连接、协议和数据传输才能共享内存，他补充说，其中一些连接可能会在同一数据中心内使用长达数公里的网线。“The Machine 旨在通过高速光缆上的直接内存访问来跨越这些距离。”
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HPE 的 X1 光子互连模块位于科罗拉多州柯林斯堡惠普硅设计实验室的“Kraken”测试台上。微型激光技术用光代替传统的铜线，以加快电子设备之间的数据传输。图片来源：惠普企业
该设置中缺少的是备受追捧的忆阻器，它仍然处于开发阶段。相反，The Machine 的 160 TB 内存以动态随机存取存储器 (DRAM) 的形式出现，它将每个数据位存储在集成电路中的一个单独的电容器中，但在电源关闭时会丢失该数据。与每次启动 PC 时都必须从磁盘存储访问数据的 DRAM 不同，忆阻器在恢复供电后理论上能够从上次停止的地方继续工作。闪存和静态 RAM 具有类似的“非易失性”属性，可以保留数据，但比 DRAM 更昂贵且容量更小。忆阻器的主要问题是没有人知道如何制造大量足够可靠的忆阻器用于商业电子设备。研究人员仍在研究最佳的材料使用以及最有效的制造方法。
惠普实验室首席架构师和 HPE 研究员 Kirk Bresniker 表示，HPE 为此原型选择了 DRAM，因为它允许该公司包含大量内存，以测试新系统的内存控制器、光子互连和微处理器。该系统能够处理相当于美国国会图书馆存储的信息量的五倍，它具有“世界上最大的内存阵列，并且正在运行需要复杂数学的突破性应用程序，这使该架构大放异彩。”
在华盛顿特区《大西洋月刊》活动上演示的程序旨在检测模拟企业网络中的安全威胁。“如果您查看访问网络特定区域的设备之间的关系，您可以分辨出（如果您仔细查看所有访问尝试），哪些是由正常员工完成的，哪些是不寻常的，因为系统已被恶意软件破坏，”Bresniker 说。“挑战在于，此类威胁只有通过非常微妙和异常的访问模式才能显示出来，这些模式隐藏在每天通过企业网络的数十亿个正常系统访问请求中。”The Machine 原型的能力是将其所有数据加载到其内存阵列中，从而连接数据之间的关系并识别安全威胁，他说。“跨多个联网设备分割此数据的分析速度太慢，无法在数据中找到那些细微的相关性。”
Teich 表示，HPE 决定演示图表分析意义重大，因为这种类型的分析用于执行各种功能，例如，使社交媒体网络能够根据用户偏好和行为做出推荐。Teich 补充说，The Machine 规模的系统有能力将大量数据集（例如 Facebook 或 Twitter 上使用的人们之间的所有关系）保存在内存中并实时分析它们。
HPE 在科罗拉多州柯林斯堡的内存驱动计算原型中的电子电路板特写。新的计算机架构将内存和存储合并到一个巨大的内存池中，以提高处理速度和能源效率。图片来源：惠普企业
HPE 将分三个阶段开发 The Machine（该公司漫长历史上最大的研发项目），今天的发布是第一阶段。在第二和第三阶段，该公司计划在未来几年内超越 DRAM，分别测试相变随机存取存储器 (PRAM) 和忆阻器。PRAM 使用电流将数据存储在一种称为 硫族化物的玻璃状物质中，这种物质的原子在受热时会重新排列。硫族化物也用于 CD 和 DVD，它们在激光的帮助下存储信息。竞争对手 IBM 在开发下一代计算方面采取了略有不同的方法，专注于模仿人脑结构的神经形态系统以及利用亚原子粒子的量子态存储信息的量子计算机。
Bresniker 表示，随着摩尔定律停止扩展，HPE 对忆阻器和下一代计算架构的探索受到了数据呈指数增长的驱动。由英特尔联合创始人戈登·摩尔于 1965 年提出的摩尔定律的终结意味着芯片制造商将无法再缩小晶体管的尺寸，使其能够继续保持每 12 或 18 个月将其集成电路上的晶体管数量增加一倍的趋势。“我们正在研究的许多有趣的问题——智能电网和智能城市融入物联网——将涉及如此庞大的数据量，”他说。其中大部分甚至永远不会出现在数据中心，因为它将存在于网络边缘的智能设备和传感器上。“处理所有这些数据的能力必须与需求相匹配，而需求似乎没有任何上限，”他说。“我们作为一个物种生成数据的能力是一条似乎没有上限的指数曲线。”