HP: инновации и технологии

Новая стратегия и направления развития исследовательского подразделения HP Labs.

Весной прошлого года корпорация HP представила мировому сообществу новое видение стратегии своего исследовательского подразделения HP Labs. Преобразования призваны ускорить решение сложнейших задач, которые встанут в будущем перед пользователями новых технологий. HP Labs (или Лаборатории НР) теперь состоят из 23 команд ученых, которые размещаются в существующих представительствах HP в семи странах мира: США (Пало-Альто), Индии (Бангалор), Китае (Пекин), Великобритании (Бристоль), России (Санкт-Петербург), Израиле (Хайфа) и Японии (Токио). Работа ведется под руководством Прита Банержи, занявшего пост директора HP Labs в августе прошлого года.

Количество проектов, над которыми одновременно работают команды Лабораторий, теперь не будет превышать 20—30 (ранее в HP Labs параллельно велось примерно 150 небольших проектов). Информация для работы над этими более масштабными проектами будет поступать от расширенного круга участников, а именно от университетов, партнеров, покупателей и венчурных компаний. Особенностью новой стратегии Лабораторий HP станет сочетание научных разработок с предпринимательским подходом, что ускорит процесс внедрения новых технологий в производство и предоставления их пользователям. Коммерциализация научных разработок будет проходить под руководством новой контрольной комиссии, состоящей из экспертов по технологиям и топ-менеджеров со стороны бизнеса НР. Задача членов контрольной комиссии состоит в том, чтобы определить наиболее многообещающие проекты и области исследований и составить для них бизнес-планы уже на начальных этапах.

По словам Марка Херда, председателя правления, исполнительного директора и президента НР, Лаборатории НР имеют длительную историю создания инноваций, которые изменили подход к использованию технологий. Шаги, которые предпринимаются сегодня, помогут HP Labs работать еще более эффективно и сосредоточиться на создании прорывных технологий для решения наиболее насущных задач потребителей, создавая таким образом новые возможности роста для компании. На начальном этапе обновленная программа Лабораторий НР предусматривает пять ключевых направлений исследований.

Информационный взрыв. Получение, анализ и предоставление точной информации, которая станет основой для принятия решений в повседневной жизни и в бизнесе.

Динамичные сервисы на основе Cloud Computing. Разработка Web-платформ и cloud-сервисов, которые динамично в режиме реального времени подстраиваются под местоположение, расписание, предпочтения и среду общения пользователя.

Трансформация контента. Обеспечение быстрого перевода контента из аналогового формата в цифровой, из цифрового контента в физическую продукцию и беспрепятственная передача информации с одного устройства на другое.

Интеллектуальная инфраструктура. Создание более интеллектуальных и безопасных устройств, сетей и масштабируемых структур, которые работают совместно и обеспечивают доступ как отдельных лиц, так и предприятий к содержательным и динамичным сервисам и контенту.

Технологии обеспечения устойчивой среды. Создание технологий, ИТ-инфраструктуры и новых моделей бизнеса с целью снижения выбросов в окружающую среду и экономии средств.

Работа Лабораторий станет ключевым фактором в определении стратегии корпорации в контексте перемен, происходящих в сфере ИТ. НР формулирует свое видение будущего технологий следующим образом: «Всё в виде сервисов». Эта позиция предполагает, что вся ИТ-индустрия будет смещаться в сторону новой категории динамичных сервисов на основе Cloud Computing («облачных вычислений»). Эти сервисы будут подстраиваться под пользователя, учитывая его местоположение, предпочтения, расписание, а также общество, в котором он находится. НР намерена способствовать этим переменам, инвестируя в разработки в рамках всех бизнес-подразделений корпорации. Исполнительный вице-президент НР, директор по стратегии и технологии Шейн Робисон отмечает, что новая волна сервисов будет предвосхищать потребности людей на основе знаний о местоположении и предпочтениях потребителя в режиме реального времени. Чтобы предоставлять услуги нового уровня, отрасль должна решить сложные задачи во всех областях ИТ — от отдельных устройств до сетей и распространения контента. Лаборатории НР в настоящее время имеют все необходимое, чтобы сосредоточиться на решении этих важных проблем и помочь самой корпорации и ее клиентам извлечь из перехода максимальную пользу.

Открытое сотрудничество

НР также представила три инициативы, поощряющие модель открытого сотрудничества в области инноваций и преобразования технологий. Первая из них, HP IdeaLab, — это сетевая услуга, знакомящая пользователей с некоторыми инновациями, разрабатываемыми в Лабораториях НР, уже на ранних этапах. HP IdeaLab предназначена для установления открытой обратной связи между потребителями и разработчиками. Основа этой сетевой услуги — многофункциональный сетевой форум, который активно информирует пользователей о ведущихся в HP Labs разработках и вовлекает их в этот процесс. В настоящее время сайт http://www.hp.com/idealab представляет шесть проектов и будет обновляться по мере появления новых инициатив.

Во-вторых, Лаборатории НР организовали отдел открытых инноваций, предназначенный для углубления стратегического сотрудничества с представителями высших учебных заведений, государственного и коммерческого секторов. Отдел должен обеспечить высокоэффективные результаты совместных разработок, которые будут соответствовать научным и деловым целям НР и ее партнеров. В рамках этой инициативы будет реализовываться программа «Предприниматели в Лабораториях», призванная уже на раннем этапе предоставить венчурным компаниям и их фондам доступ к информации об исследованиях, ведущихся в HP Labs. Взамен корпорация получит сведения о новых рыночных тенденциях и потенциальных возможностях развития бизнеса.

В-третьих, Лаборатории НР создали отдел внедрения технологий, который должен ускорить коммерциализацию новейших разработок. Приоритетными для этого отдела направлениями станут разработка продукции в специальных группах корпорации, соглашения с третьими сторонами о лицензировании интеллектуальной собственности и сотрудничество с венчурными сообществами.

Прит Банерджи, старший вице-президент НР по разработкам и директор HP Labs, в частности, заявил, что новый подход к открытой форме сотрудничества в области инноваций и внедрения новых технологий обеспечит участие наиболее талантливых внутренних и внешних специалистов и бизнесменов в исследованиях и разработках корпорации. Это принципиально новая программа корпоративных исследований, которая позволит HP Labs перевести научное сообщество и производство на следующую ступень развития ИТ. Чтобы подчеркнуть новую роль, отведенную Лабораториям НР в рамках компании, был разработан логотип LABShp, визуально обыгрывающий типичные для научных работ уравнения.

Привлечение академического сообщества

НР начала программу инновационных исследований (Innovation Research Program), в рамках которой университеты и научные центры по всему миру теперь смогут вести исследования совместно с НР Labs, главным исследовательским подразделением корпорации. Партнерство будет строиться на открытой конкурентной основе. Программа Innovation Research Program приглашает к сотрудничеству коллег по научно-исследовательской деятельности — преподавателей и студентов со всего мира, предлагая им выдвигать свои предложения, касающиеся исследований в таких областях, как информационный взрыв, динамичные сервисы на основе Cloud Computing, трансформация контента, интеллектуальная инфраструктура и технологии обеспечения устойчивой среды.

Проект стал первой инициативой отдела открытых инноваций (Open Innovation Office) — подразделения, основанного HP Labs в начале этого года в рамках нового подхода к исследовательской деятельности. Этот отдел отвечает за укрепление стратегического сотрудничества HP Labs с академическим сообществом, государственными и частными организациями с целью проведения эффективных исследований на взаимовыгодной основе. В корпорации полагают, что сотрудничество со светлыми умами научного сообщества — необходимое условие успеха в разрешении самых сложных технологических проблем, стоящих перед человечеством. HP ждет предложений и готова спонсировать инновационные проекты, которые могут способствовать прорыву в исследованиях, важных для ее клиентов. Корпорация выберет лучшие проекты и обеспечит их финансирование в течение одного года. В случае успеха проекта, а также его соответствия требованиям НР, финансовая поддержка может быть продлена до трех лет. В рамках каждого отобранного проекта НР выделит средства для финансирования одного аспиранта, выбранного на конкурсной основе, который сможет пройти практику в HP Labs.

Четвертый базовый элемент электрической цепи

Исследователи Лабораторий НР доказали теорию существования четвертого базового элемента цепи в электронной инженерии. Как ожидается, это научное достижение сделает возможной разработку вычислительных систем с постоянной оперативной памятью, которая не нуждается в загрузке, потребляет намного меньше энергии и группирует информацию аналогично человеческому мозгу. В статье, опубликованной в апрельском номере журнала Nature, четыре сотрудника Лаборатории информационных и квантовых систем — подразделения НР Labs, которым руководит Стэнли Уильямс, — представили математическую модель и физический пример существования так называемого мемристора (memory resistor = memristor), элемента, способного запоминать поступающую в него информацию.

Впервые идею о существовании данного элемента выдвинул сотрудник Калифорнийского университета в Беркли Леон Чуа, ныне заслуженный профессор кафедры электрической инженерии и вычислительной техники. Он и дал ему название «мемристор» — в статье в IEEE Transactions on Circuit Theory, опубликованной еще 37 лет назад. Леон Чуа доказывал, что мемристор представляет собой четвертый базовый элемент электрической цепи (наряду с резистором, конденсатором и катушкой индуктивности) и обладает свойствами, которых нельзя достичь путем сочетания остальных трех элементов в какой бы то ни было последовательности.

Проведя исследование в области наноэлектроники, Стэнли Уильямс и его коллеги стали первыми, кто доказал существование мемристора. По словам экспертов, такое фундаментальное открытие в достаточно хорошо исследованной области электрической инженерии стало для всех большой неожиданностью, тем более что оно может серьезно повлиять на развитие вычислительной техники. Представив математическую модель физических свойств мемристора, НР Labs дала инженерам возможность разрабатывать интегральные схемы, которые могли бы значительно повысить производительность и улучшить характеристики энергопотребления компьютеров и центров сбора и обработки данных. Так, одной из областей применения результатов данного исследования могла бы стать разработка принципиально новой оперативной памяти, которая дополнила бы, а в конечном счете и полностью заменила широко используемую сегодня динамическую оперативную память. Как известно, информация, хранимая в обычной динамической оперативной памяти, существует до тех пор, пока устройство включено, и моментально теряется при отключении питания. При включении питания компьютера необходим достаточно медленный и энергоемкий процесс загрузки, в ходе которого восстанавливается информация, записанная на магнитный диск. В то же время в компьютере, в котором используются мемристоры, информация может сохраняться даже после выключения питания. В результате отпадает необходимость в загрузке, сокращается потребление энергии и экономится время.

Новые возможности сыграют важную роль в эпоху стремительного роста популярности новой концепции Cloud Computing, в соответствии с которой все программы находятся на сервере, а для доступа к ним необходим только Web-интерфейс. Стоит отметить, что концепция Cloud Computing подразумевает наличие сотен тысяч серверов и систем хранения данных в рамках существующей ИТ-инфраструктуры. Системы памяти и хранения данных, используемые сегодня, требуют значительных энергозатрат на хранение, восстановление и защиту данных миллионов Web-пользователей по всему миру. Новые системы на основе мемристора позволят сократить потребление энергии, будут обладать большей отказоустойчивостью и надежностью в случае проблем с электропитанием в ЦОД.

Другая возможная область применения технологии мемристора — это разработка вычислительной системы, которая запоминала бы и группировала события по тому же принципу, что и человеческий мозг. Это позволило бы значительно усовершенствовать технологию распознавания лиц, а также системы безопасности и сохранения личных данных, которые должны распознавать сложный комплекс биометрических характеристик при предоставлении доступа к конфиденциальной информации. Кроме того, это обеспечило бы возможность самообучения систем.

Что такое мемристор

Мемристор — пассивный двухполюсник с нелинейной вольтамперной характеристикой, обладающий гистерезисом. Теоретическая модель мемристора устанавливает отношения между интегралами по времени силы тока, протекающего через элемент, и напряжения на нем. В отличие от теоретической модели, лабораторный образец мемристора, созданный в HP Labs, не может ни накапливать заряд, подобно конденсатору, ни поддерживать магнитный поток, как катушка индуктивности. Вместо этого работа устройства обеспечивается за счет химических превращений в тонкой (5 нм) двухслойной пленке диоксида титана. Один из слоев пленки несколько обеднен кислородом, и кислородные дырки мигрируют между слоями под действием приложенного к устройству электрического напряжения. Соответственно такую реализацию мемристора некоторые эксперты относят к классу наноионных устройств.

Прозрачные транзисторы для гелиоэнергетики

Открытое использование инноваций, способствующее развитию исследовательской деятельности, — одна из ключевых тенденций на современном, быстро развивающемся рынке, насыщенном инновационными решениями. Проводя совместные исследования и выдавая лицензии на использование решений НР в области электроники, корпорация ускоряет применение новых технологий, например, для производства возобновляемых источников энергии. Летом НР и калифорнийский разработчик гелиоэнергетических систем Xtreme Energetics заключили соглашение с целью создания новой системы, которая будет вдвое эффективнее и дешевле традиционных солнечных батарей. В рамках технологического сотрудничества и лицензионного соглашения НР передает права на использование своей технологии прозрачных транзисторов в обмен на выплату роялти. Как известно, Xtreme Energetics разрабатывает преимущественно прозрачные гелиоэнергетические системы, которые могут самостоятельно отлеживать движение солнца, концентрировать световой поток и преобразовывать его в электрическую энергию в два раза эффективнее и дешевле, чем традиционные кремниевые солнечные батареи. Технологии этой компании применимы для фотоэлектрических и тепловых солнечных систем, а также систем дневного света.

Технология прозрачных транзисторов, которая будет использована в новой гелиоэнергетической системе Xtreme Energetics, была разработана специалистами НР совместно с исследователями из Орегонского университета (США). Технология позволяет создавать тончайшие прозрачные транзисторы из цинка и олова. Эти недорогие, легкодоступные материалы не наносят вреда окружающей среде, устойчивы к химическому воздействию и просты в обработке, благодаря чему можно создавать более мобильные решения. Транзисторная технология позволяет изготавливать прозрачные электронные схемы и добиваться максимальной концентрации светового потока. В составе решений Xtreme Energetics данная технология оптимизирует процесс управления системами концентрации и слежения, а также повышает эффективность преобразования, поскольку, в отличие от традиционных непрозрачных схем, не создает препятствий для проникновения света. Новые сверхпроизводительные гелиоэнергетические системы могут использоваться как для крупных солнечных электростанций, так и для локальных энергетических систем, устанавливаемых на крышах зданий. Они доступны по цене, экологически безопасны и интересны с точки зрения дизайна.

По утверждению генерального директора Xtreme Energetics Колина П. Уильямса, сотрудничество с НР позволит выпустить на рынок новейшее гелиоэнергетическое решение, которое превзойдет все предлагаемые на сегодняшний день аналоги. Действительно, плоская поверхность новой системы не требует установки механизмов слежения за движением солнца, которые создают дополнительную тень, требуют технического обслуживания и ремонта и чувствительны к сильному ветру, что делает их расположение на крышах достаточно проблематичным. Кроме того, технология прозрачных схем НР позволяет создавать системы, которые будут с эстетической точки зрения сочетаться с любым ландшафтом, городским или природным.

Xtreme Energetics планирует создать решения, которые будут доступны не только крупным коммерческим заказчикам, но и всем предприятиям на рынке коммунальных услуг. В настоящее время компания активно занимается поиском инвестиций для проведения дальнейших разработок и создания производственных мощностей в США и за пределами страны.

Технология прозрачных транзисторов — лишь один из примеров разработок корпорации, на использование которых можно приобрести лицензию. Среди других решений — тепловыделяющие элементы, проекторы, цифровые ручка и бумага. Полный список технологий, предложенных компанией НР в рамках программы лицензирования интеллектуальной собственности, можно найти на сайте http://www.hp.com/go/ipl.

В завершение отметим, что НР предлагает организациям по всему миру использовать огромный опыт научно-исследовательской деятельности, а также пакет собственных разработок, содержащий около 30 тыс. патентов, для развития новых технологий путем заключения соглашений о лицензировании интеллектуальной собственности. Эти соглашения также обеспечивают НР возврат инвестиций в НИОКР за счет лицензионных сборов и роялти.