Armand van Wijck
IBM is in september in in Zurich gestart met een driejarig onderzoek naar de implementatie van ‘elektronisch bloed’. Het moet computers krachtiger en zuiniger maken.
‘In de huidige computers neemt de energievoorziening het merendeel van de ruimte in. Dit is de reden dat we stroomdraden willen verwijderen door voeding te combineren met koeling. Hiervoor gebruiken we dan dezelfde infrastructuur’, vertelt onderzoeker Bruno Michel. Zo blijft er meer ruimte over voor rekenkracht. ‘Het ultieme doel is om één petaflop aan rekenkracht in een volume van 10 l te laten passen.’
De vloeistof die het mogelijk moet maken is een oplossing van vanadiumionen, en zuren en basen, ook gebruikt in redoxstroombatterijen. Het idee: redoxreacties met vanadiumionen aan de elektroden zorgen voor een elektrische stroom naar de computerchips en tegelijkertijd onttrekt de vanadiumoplossing warmte aan de chips. ‘Het werkt net als bloed, dat tegelijkertijd energie aanvoert en de hersenen koelt’, legt Michel uit. ‘Hersenen gebruiken daardoor maar 10 % van het volume voor energie en koeling, terwijl we met computers op 99 % zitten.’
Een tweede stap is om het elektronische bloed niet langs de chips te laten lopen, maar er doorheen. Dat betekent een nog efficiëntere koeling, wat het stapelen van chips mogelijk maakt en het energieverbruik verder omlaag brengt.
‘Het laten draaien van een zetaflop supercomputer zou vandaag de dag meer energie kosten dan er wereldwijd wordt opgewekt’, aldus Michel. Deze toepassing kan daar volgens hem wel eens verandering in brengen. Toch moet IBM dan nog een actiepunt op de agenda zetten, zegt hij: ‘Computers zitten momenteel in een verzadigingsfase. Om vooruit te gaan moeten we ook innoveren in termen van algoritmen, in niet-Turing modellen. Daar gaan we mee aan de slag in een ander project.’ Daarover mag hij echter nog geen details geven.
Hoe zit het eigenlijk met de veiligheid van dat elektronische bloed? Met een oplossing van vanadiumionen en zwavelzuur moeten er geen lekkages optreden, erkent Michel. ‘We hebben hiervoor al een beschermingsmethode: self assembled monolayers. Dit zijn chemicaliën (hij mag niet vrijgeven welke, red.) die we aan de oplossing toevoegen. Tijdens een lekkage bewegen deze chemicaliën richting het oppervlak en vormen hier een hars. Verder hebben de meeste chipsets een siliciumoxide beschermingslaag. Die is goed bestand tegen de oplossing.’
Voordat we de eerste supercomputer op ons bureau hebben staan, is er nog een lange aanloopfase. IBM mikt op 2060. Michel: ‘Na het basisonderzoek volgt een driejarige ontwikkelingsfase. Maar dit is alleen nog maar voor het elektronische bloed. Daarna gaan we kijken hoe we alles kunnen vermarkten en de concepten die ik heb genoemd, kunnen combineren.’
