英語で読む日経サイエンス
SCIENTIFIC AMERICAN February 2015
Just Add Memory
姿現すメムコンピューター
| By Massimiliano Di Ventra ／Yuriy V. Pershin | M. ディベントラ ／Y. V. パーシン |
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| When we wrote the words you are now reading, we were typing on the best computers that technology now offers: machines that are terribly wasteful of energy and slow when tackling important scientific calculations. And they are typical of every computer that exists today, from the smartphone in your hand to the multimillion-dollar supercomputers humming along in the world’s most advanced computing facilities. | この文章は現在の技術で可能な最善のパソコンを使って書かれた。つまり，エネルギーをとんでもなく浪費し，重要な科学計算を実行するには遅すぎるマシンだ。この欠点は，スマートフォンから世界最先端の計算センターで稼働している高価なスーパーコンピューターまで，すべてのマシンに共通する。 | |
| We were writing in Word, a perfectly fine program that you probably use as well. To write “When we wrote the words you are now reading,” our computer had to move a collection of 0’s and 1’s—the machine representation of a Word document—from a temporary memory area and send it to another physical location, the central processing unit (CPU), via a bunch of wires. The processing unit transformed the data into the letters that we saw on the screen. To keep that particular sentence from vanishing once we turned our computer off, the data representing it had to travel back along that bunch of wires to a more stable memory area such as a hard drive. | 私たち著者が執筆時に使ったソフトウエアはマイクロソフトの「ワード」。おそらくあなたもお使いの優秀なプログラムだ。冒頭の「この文章は現在の技術で可能な……」という文を書く際，パソコンは「0」と「1」の集合（ワード文書を表現したデータ）を一時的な記憶領域から引き出し，一連の電線を経由して，物理的に別の場所にあるCPU（中央処理装置）というプロセッサーに移す必要がある。CPUがこのデータを文字に変換し，それが画面に表示される。電源を切った際に文章の情報が消えてしまわないようにするには，先の電線経由で文書データを逆向きに送り，ハードディスクなどの安定した記憶領域に再び移す必要がある。 | |
| This two-step shuffle happens because, at the moment, computer memory cannot do processing, and processors cannot store memory. It is a standard division of labor, and it happens even in fancy computers that do the fastest kind of calculating, called parallel processing, with multiple processors. The trouble is that each of these processors is still hobbled by this limitation. | この2段階の手順が必要となるのは，現時点ではコンピューターのメモリーに処理機能がなく，プロセッサーに記憶機能がないためだ。「演算処理はプロセッサー，記憶はメモリー」という分業が標準になっており，複数のプロセッサーで最高速の計算を行う素晴らしい並列処理コンピューターでもそうなっている。問題は，並列処理マシンも個々のプロセッサーがやはり先の制約に縛られることだ。 | |
| Scientists have been developing a way to combine the previously uncombinable: to create circuits that juggle numbers and store memories at the same time. This means replacing standard computer circuit elements such as transistors, capacitors and inductors with new components called memristors, memcapacitors and meminductors. These components exist right now, in experimental forms, and could soon be combined into a new type of machine called a memcomputer. | 科学者たちは結合不可能だった機能を結合する方法の開発に取り組んできた。記憶（メモリー）と演算（コンピューティング）を同時に実行する“メムコンピューティング回路”の創出だ。在来の標準的な素子であるトランジスタとキャパシタ（コンデンサー），インダクタ（コイル）を，それぞれメモリスタとメムキャパシタ，メムインダクタと呼ばれる新素子に置き換える。これらの新素子は実験段階ながらすでに存在しており，それらを組み込んだ新タイプの「メムコンピューター」が間もなく姿を現すだろう。 |