История и будущее оптической памяти: от ртутных трубок до фотонных нейросетей

Будем хранить данные прямо в оптоволокне, гоняя туда-сюда! — пошутил в обсуждении @Betankor.

Так вот, это нифига не шутка. Память в 1953 году была медленная. Как раз тогда придумали акустические линии задержки. Брали трубку с ртутью, туда орали звуком. Пока звук путешествует по трубке, информация физически хранится в ней. Когда импульс доходит до конца, электроника считывает его и тут же орёт обратно в начало. Получается консервированное "Ау". В первых UNIVAC использовались ртутные баки, один вмещал около 10 Кб. Там было важно удерживать температуру очень точно. Ну и чтобы достать нужный бит, нужно было ждать, пока он доплывёт до конца трубы. Плюс шум накапливался неприлично. Рядом пробовали всякую фигню — попробовали кинескопы с постоянным обновлением экрана, магнитные барабаны — металлический цилиндр с магнитным слоем крутился на скорости 75 тысяч оборотов в минуту, а рядом стояла головка записи и головка чтения. Если питание пропадало, диск не останавливался, а крутился ещё некоторое время, и если быстро восстановиться — память получалась энергонезависимой. Ещё магнитные сердечники, ИК-фосфорные схемы, газовые трубки и неон и когереры (коробки с порошком, который слипается от тока). Разве что чесночный сок не давили. Технологию вспомнили, когда понадобилась квантовая маршрутизация. Если два пакета приходят на маршрутизатор одновременно, обычно лишний пакет просто записывается в оперативную память на миллисекунды, а потом отправляется дальше. Но любая попытка записать и прочитать фотон обычно разрушает его квантовое состояние. Пробовали хранить состояния в кристаллах, но не очень получилось, там 90% потерь. Поэтому фотоны стали пускать в оптическую петлю — нарезать пару кругов ещё по 5 километров в бухте прямо на полу и вернуться. Максимальное время хранения 52 микросекунды или 11 километров, точность с коррекций 98%. Тут сделали из прошлой работы микрочип для пакетов 40 байт на 40 Гбит/с. Прям на микросхеме скрутили маленькую бухточку кабеля 98% пакетов успешно прочитаны без ошибок, 12-64 наносекунды хранения, оптические потери 99,9% изначального света, но усилители успешно это компенсировали. Это пример, есть ещё несколько реализаций. Для исправления сложных искажений отлично подходят рекуррентные нейросети. Но обычные слишком медленные для оптоволокна. Есть упрощенный вариант нейросетей — резервуарные вычисления. На базе них можно сделать аппаратную нейросеть, работающую прямо со светом. 1. Поток нарезается на спектральные полосы. 2. Каждая полоса попадает в свой фильтр. 3. Свет бегает по петлям фильтров, задерживаясь и смешиваясь сам с собой. Это создает память (контекст). 4. На выходе свет попадает на фотодиод и превращается в электричество. Стеклянные петли — пассивные, не жрут ток. Обработка со скоростью света. На тесте NARMA-10 погрешность меньше 10%, очень хорошо. Для передачи — дальность без усилителей и ретрансляторов увеличилась в 4 раза. Реализация на чипе, где нейроны соединены несколькими петлями обратной связи — оптический компьютер с WDM. Если вам непонятно хотя бы одно слово в этом предложении (особенно WDM), то просто знайте — крутая работа. И свежая работа из 2026: фотонная платформа квантового резервуарного вычисления со спектральным и временным мультиплексированием. Память сделана через обратную связь электрооптической модуляции. С нелинейным кристаллом, фемтосекундным лазером и вообще. Очень крутые результаты. Возможно, будущее нейросетей. Ну и обязательно надо вспомнить pingfs (подсказывает @laendlord). Файловая система, где данные хранятся только в самом интернете, в виде ICMP Echo-пакетов (пингов), путешествующих от вас к серверам и обратно. Так что идея ртутной колбы жива. Отправлять пинги, кстати, можно и по RFC 2549, это сильно увеличит ёмкость памяти. -- Вступайте в ряды Фурье! | Лучшие посты Есть анекдот про UDP, но не факт, что он до вас дойдёт!