Компания Apple совместно с крупнейшим контрактным производителем электроники Foxconn рассматривает возможность покупки крупного пакета акций подразделения электронных компонентов Toshiba.

В январе Toshiba официально объявила о готовности продать часть своего бизнеса флеш-памяти, в том числе и направления SSD, развиваемого подразделением Storage & Electronic Device Solutions Division.

По сообщениям Nikkei Asian Review, Toshiba может продать 20% своего бизнеса памяти за сумму от 1,77 млрд до 2,65 млрд долл., «сохранив за собой большую часть акций и включив новую компанию в систему распределения доходов».

Платежеспособность Toshiba и ее возможности по привлечению финансовых средств порождают в настоящее время большие сомнения из-за скандала, связанного с переоценкой на 1,9 млрд долл. размеров прибыли, полученной за предыдущие периоды, и огромными убытками, к которым привело приобретение бизнеса атомной энергетики в США. Компания, где в начале 1980-х и изобрели флеш-память NAND, возможно, подумывает об отделении бизнеса электронных компонентов и частичной продаже своих акций Western Digital и другим компаниям, рассчитывая тем самым справиться с масштабным обесцениванием ядерных активов в США.

Однако ни Toshiba, ни Western Digital информацию о потенциальной продаже не подтвердили.

В начале текущего года Toshiba списала 6,56 млрд долл. после уценки ядерных активов в США и теперь надеется компенсировать эти потери посредством распродаж.

«Рост бизнеса памяти довольно часто сопровождается финансовыми проблемами», – заметил Шон Янг, научный директор агентства DRAMeXchange.

По сообщениям службы новостей Bloomberg, у Toshiba уже имеется ряд потенциальных покупателей, в том числе и Apple. Компания Apple рассматривает возможность инвестировать в бизнес память Toshiba несколько миллиардов долларов.

Аналитик компании Objective-Analysis Джим Хенди, оценивая вероятную сделку, заметил, что «для подпитывания своих сомнительных приобретений Toshiba готова продать даже курицу, несущую золотые яйца».

«Если Apple согласится купить часть бизнеса электронных компонентов Toshiba, этот шаг будет означать отход компании от своих принципов, – добавил он. – Исторически сложилось так, что Apple отдавала большую часть производства компонентов и трудоемких работ на аутсорсинг. Что же касается Seagate и Western Digital, там всегда считали, что для успешной конкуренции на рынке SSD нужна вертикальная интеграция. Правда, в последнее время Seagate несколько изменила свою позицию. Зависимый источник поставок хорош во времена дефицита, а в периоды переизбытка он превращается в дополнительное бремя».

Компания Semiconductor Manufacturing, один из основных поставщиков электронных компонентов для Apple, заявила, что, внимательно изучив саму возможность сделки, решила не принимать участия в переговорах.

По мнению некоторых аналитиков, в Western Digital, оценивая планы Toshiba продать свой бизнес памяти, не испытывают особого энтузиазма. Компания уже направила Toshiba официальное письмо, в котором говорится, что продажа нарушит условия соглашения о совместном предприятии FlashAlliance, предусматривающего строительство в Японии заводов по производству флеш-памяти. Компании SanDisk, входящей в состав Western Digital, принадлежит 49,9% FlashAlliance, а Toshiba – 50,1%.

Любая потенциальная продажа активов Toshiba может быть заблокирована, поскольку эта сделка затронет интересы Western Digital.

По словам Хенди, даже если Toshiba удастся продать свой бизнес памяти или какую-то его часть, вряд ли это как-то изменит спрос и предложение на рынке памяти.

«Зато с точки зрения безопасности ситуация серьезно изменится, поскольку Япония утратит контроль над важными технологиями, и они будут переданы компании из страны, имеющей сложную историю отношений с Японией, – подчеркнул он. – Речь идет о Китае и Foxconn. Что же касается перспектив для Western Digital, они действительно непонятны, поскольку эта компания имеет хорошие рабочие отношения и полное понимание с Toshiba, но не с потенциальными покупателями».

Компания Ford первой из автопроизводителей приступила к тестированию нового 3D-принтера, позволяющего создавать объекты любой формы и размеров. Компания пробует печатать монолитные автокомпоненты, которые планируется применять при производстве будущих автомобилей.

«Использование трехмерной печати для создания автомобильных деталей любых форм и размеров могло бы стать настоящим прорывом в области автомобилестроения», – говорится в пресс-релизе Ford.

Компания проводит испытания 3D-принтера Stratasys Infinite-Build – одной из двух промышленных машин, анонсированных осенью прошлого года. Для создания более легких и прочных элементов принтер может использовать в качестве материала углеродное волокно.

К примеру, спойлер, распечатанный на 3D-принтере, оказывается примерно в два раза легче своего металлического эквивалента.

«Технология трехмерной печати постоянно совершенствуется, становится все более доступной, поэтому создание с ее помощью крупных элементов (например, спойлеров) будет выгодно как компании-производителю, так и потребителям, – говорится в заявлении Ford. – Распечатываемые детали весят меньше, чем изготавливаемые по традиционным технологиям, благодаря чему мы сможем добиться сокращения расхода топлива».

Трехмерная печать становится более дешевым и эффективным способом производства инструментов, прототипов и компонентов в небольших объемах (например, для серии Ford Performance), а также запчастей, изготавливаемых по индивидуальному проекту.

Новая система трехмерной печати развернута в Центре исследований и инноваций Ford в Дирборне.

3D-принтер Stratasys Infinite-Build проектировался с учетом требований аэрокосмической и автомобильной отраслей и предназначен для создания готовых деталей с заданными механическими свойствами.

В принтере применяется «винтовой» или «червячный» экструдер, позволяющий использовать композитные материалы (например, углеродное волокно), которые в отличие от более распространенной термопластмассы практически не дают усадки и подвержены деформации в значительно меньшей степени. В обычных 3D-принтерах с послойным наплавлением (fused deposition modeling, FDM) полимерный филамент пропускается через пару колес или шестеренок и выходит из головки нагретого экструдера, слой за слоем покрывая целевую поверхность. В червячном экструдере филамент выбрасывается из головки под давлением, создавая необходимые условия для работы с композитными материалами.

В принтере Stratasys Infinite-Build вместо традиционной вертикальной используется платформа горизонтального построения. Перемещая платформу в горизонтальном направлении, машина слой за слоем накладывает филамент, благодаря чему размеры получаемых объектов ограничены, по сути, только пространством, имеющимся в распоряжении производителя.

«У нас появляется возможность изготавливать гораздо более масштабные компоненты, которые к тому же намного легче», – пояснила технический руководитель направления исследований аддитивного производства Ford Элен Ли.

Корпорация Intel анонсировала соглашение о покупке израильского производителя Mobileye, чьи технологии машинного зрения используются сейчас в наиболее продвинутых системах помощи водителю (Advanced Driver Assistance System, ADAS) и в полностью автономных транспортных средствах.

Сделка стоимостью 15,3 млрд долл. превратит Intel в крупнейшего поставщика чипов для автономных автомобилей и технологий машинного зрения для сегмента ADAS, оборот которого, по оценкам корпорации, к 2013 году достигнет 70 млрд долл.

Покупка станет крупнейшим в истории Израиля приобретением высокотехнологичной компании.

Генеральный директор Intel Брайан Кржанич заявил, что сделка поможет связать «глаза автономного автомобиля с компьютерным мозгом, который этим автомобилем управляет».

«Сегодня мы поставляем важнейшие базовые технологии для автономных автомобилей, включая средства прокладывания маршрутов и принятия водительских решений в реальном времени, – подчеркнул он. – В Mobileye сумели создать лучшую в отрасли систему машинного зрения для транспортных средств, придав автопроизводителям и поставщикам мощный импульс к дальнейшему развитию. Совместными усилиями мы можем ускорить совершенствование автономных автомобилей, предложив отрасли недорогие и высокопроизводительные облачные решения».

По мнению экспертов, в Mobileye сумели создать лучшую в отрасли систему машинного зрения для транспортных средств Источник: Википедия

Будучи относительно небольшой компанией, в которой работают 600 сотрудников, Mobileye сумела превратиться в гиганта еще только зарождающегося, но очень быстро растущего направления систем помощи водителю, где она контролирует около 70% рынка. Mobileye является поставщиком второго уровня и поддерживает связи со всеми крупными поставщиками первого уровня, продающими свои компоненты таким гигантам, как General Motors и Volkswagen. Компания Mobileye поставляет технологии всем 27 крупным автомобилестроителям, за исключением Toyota.

По словам директора Gartner по исследованиям Майка Рэмзи, небольшая однокамерная система машинного зрения Mobileye стоит недорого, но при этом весьма эффективна. Специальный чип распознает другие транспортные средства, дорожные знаки, пешеходов и линии разметки, удерживает автомобиль на своей полосе и автоматически включает в случае необходимости экстренное торможение.

«Он поддерживает взаимодействие с гораздо более мощными чипами, использующими несколько камер и других датчиков для выполнения полуавтономных и автономных водительских программ, – пояснил Рэмзи. – Intel рассчитывает на ведущие роли на рынке самоуправляемых автомобилей, поэтому объявленная сделка стала вполне логичным шагом».

Системы ADAS и выдачи предупреждений при вождении используют сегодня множество различных технологий — инфракрасные датчики, сонары, лидары, камеры и картографические системы. В последнее десятилетие Mobileye применяла в системах машинного зрения интегральные схемы компании STMicroelectronics.

Роль Intel в совершенствовании автономных автомобилей обусловлена еще и поставками встроенных процессоров и компьютеров, обрабатывающих данные систем ADAS. Информация, собранная бортовыми компьютерными системами, не только поступает на вход автономных и полуавтономных программ, но и помогает автомобилестроителям улучшать свои транспортные средства и совершенствовать беспилотные технологии.

«Объемы продаж Mobileye пока относительно невелики, однако норма прибыли у компании достигает 30%, а портфель заказов очень большой, – отметил Рэмзи. – Ею уже заключены перспективные контракты на поставки автономных систем сразу с несколькими крупными автопроизводителями. Кроме того, в партнерстве с крупным поставщиком автокомпонентов и интегратором Delphi разрабатывается беспилотная система, которая будет выпускаться под различными торговыми марками».

Mobileye – самый крупный, но уже не первый поставщик технологий ADAS, в которого инвестирует Intel. В январе производитель процессоров анонсировал покупку 15-процентной доли в голландской компании HERE, предлагающей цифровые карты и геолокационные сервисы для полу- и полностью автономных автомобилей и Интернета вещей.

Intel и HERE планируют совместно разрабатывать масштабируемую и концептуально выверенную архитектуру, обеспечивающую обновление в реальном времени карт высокого разрешения для автономных транспортных средств, а также заниматься «изучением новых возможностей» в области Интернета вещей и машинного обучения.

В ноябре инвестиционное подразделение Intel Capital сообщило о планах вложить в развитие технологий автономных автомобилей 250 млн долл.

«Эти средства будут направлены на разработку технологий, призванных раздвинуть границы средств связи и взаимодействия следующего поколения, повысить уровень контекстной осведомленности и способствовать дальнейшему совершенствованию систем глубинного обучения, безопасности и других перспективных технологий», – говорится в заявлении Intel.

Производитель 3D-принтеров Stratasys представил новое семейство профессиональных устройств, которые позволяют быстро создавать прототипы в условиях офисов.

3D-принтеры, предназначенные для моделирования путем наплавления (fused deposition modeling, FDM), по своим размерам напоминают посудомоечную машину с поставленной на нее сушилкой и отличаются простотой использования, обеспечивая при этом быстрое и точное создание моделей.

В состав семейства F123 Series входят три устройства – F170, F270 и F370. Длина получаемых при их помощи прототипов составляет от 25 до 35 см.

В устройствах семейства Stratasys F123 Series можно использовать четыре полимерных филамента, представленных в 10 цветах и поддерживающих широкий спектр приложений для создания прототипов и инструментов. Новый режим Fast Draft Mode позволяет быстро и недорого сформировать концептуальный прототип на основе популярного филамента из полилактида (PLA).

Принтеры F123 Series могут использовать также сополимеры — акрилонитрил-стирол-акрилат (ASA), находящий широкое применение в автомобильной отрасли благодаря своей надежности в различных погодных условиях, и акрилонитрил-бутадиен-стирол (ABS), хорошо подходящий для изготовления прочных и устойчивых к внешнему воздействию элементов.

«Конечно, приятно иметь столько возможностей в одной системе, которая находится прямо у нас на рабочем месте, – заметил Джесси Хане из Center for Advanced Design. – В прошлом мы пытались использовать недорогие 3D-принтеры, и, откровенно говоря, они не отличаются особой точностью. А вот модель Stratasys F370 четко выполнила все указания системы автоматизированного проектирования, выдав точный и высококачественный прототип. Для нас ключевое значение для успешной разработки высокопроизводительных продуктов имеет возможность оперативного предложения клиентам уже готовых физических образцов. Благодаря Stratasys F370 мы смогли заявить о выходе на очередной виток развития буквально за несколько часов. И это решение для быстрого создания прототипов уже вошло в практику работы нашей команды».

Семейство F123 использует проприетарное программное обеспечение Stratasys Insight, позволяющее использовать фактически любые файлы, подготовленные с помощью САПР.

Внешний вид моделей Stratasys F123 Series проектировался ведущей фирмой промышленного дизайна Designworks, входящей в состав BMW Group. Большинство операций выполняется с помощью сенсорного экрана. Поддерживается также дистанционное управление 3D-принтерами с любого компьютера, подключенного к сети рабочей группы, а процесс выполнения задания можно отслеживать с портативных устройств. Операции по установке и замене расходных материалов выполняются очень легко и быстро.

«При создании дизайна Stratasys F123 Series мы представляли себе роботов будущего, – сообщил креативный директор Designworks Андре де Сали. – В перспективе роботизированные инструменты смогут адаптироваться к предполагаемой среде использования, и мы совместно с командой Stratasys хотели придать устройствам семейства F123 Series внешний вид и эргономику, обеспечивающие наиболее эффективное взаимодействие с пользователями».

В Toshiba объявили о намерении продать компании Western Digital часть бизнеса флеш-памяти, в том числе подразделения, занятые SSD и решениями для хранения данных и электронными устройствами.

Какая доля бизнеса будет продана, не называется. В Toshiba, корпорации, в которой в начале 1980-х и была изобретена флеш-память NAND, заявили, что «тщательно рассмотрят вопрос о том, какие именно активы отделить, чтобы не воспрепятствовать развитию бизнеса памяти после совершения сделки».

Также в официальном сообщении утверждается, что решение об отделении части активов было принято, чтобы посодействовать росту за счет инвестиций, которые сможет делать Western Digital, ведущий производитель жестких дисков и устройств на флеш-памяти.

Toshiba и Western Digital уже имеют совместный завод по производству флеш-памяти Fab-2, расположенный в Йоккайти.

В Toshiba не скрывали, что рассматривают перспективу отсоединения бизнеса флеш-памяти. Согласно публикации в Nikkei Asian Review, в Toshiba изучали возможность отчуждения полупроводниковых операций путем частичной их продажи Western Digital, поскольку «корпорации нужно было что-то делать, чтобы компенсировать колоссальные амортизационные убытки, которые терпит ее американское отделение по ядерной энергетике».

Финансовая состоятельность и способность привлекать инвестиции Toshiba сейчас под сомнением из-за бухгалтерского скандала, связанного с завышением доходов на 1,9 млрд долл., и колоссальных убытков, понесенных с покупкой атомной электростанции. Недавно в Toshiba объявили, что стоимость ее акций упала на 13% после сообщений о том, что атомно-энергетический бизнес корпорации потерял 4,4 млрд долл.

«Финансовые проблемы Toshiba стали сильным сдерживающим фактором роста бизнеса памяти», — полагает Шон Янг, директор по исследованиям DRAMeXchange.

Nikkei Asian Review сообщала, что Toshiba может продать 20-процентную долю в бизнесе памяти по цене от 1,77 млрд до 2,65 млрд долл., «сохранив при этом мажоритарный пакет и продолжая включать новую компанию в отчетность по финансовой результативности всего холдинга».

«В Toshiba позиционируют бизнес флеш-памяти, как один из основных, — говорится в записке руководства для акционеров. — Ключом к удовлетворению растущего спроса на системы хранения данных станут своевременные инвестиции в данный бизнес, его ускоренное развитие и возможность наращивать производство высоконадежных 3D-модулей флеш-памяти BiCS. Его выделение в самостоятельную структуру даст больше свободы для оперативного принятия решений и расширит возможности финансирования, что поспособствует дальнейшему росту Toshiba Group».

В марте в Toshiba собираются провести внеочередное собрание акционеров для голосования по планируемому разъединению, и если ему дадут добро, 31 марта условия сделки с Western Digital будут утверждены окончательно.

«Есть еще немало нерешенных вопросов, например о том, какие именно активы будут переданы, кроме того, мы рассматриваем различные варианты финансирования, предполагая привлечь капиталы третьей стороны, поэтому на подготовку совещания акционеров нужно определенное время», — говорится в записке.

По данным DRAMeXchange, сейчас на долю Toshiba и Western Digital приходится 35% мирового объема выпуска флеш-памяти NAND. Ведущий ее поставщик, Samsung, владеет долей в 36%, а Micron-Intel и SK Hynix имеют соответственно 17% и 12%.

Samsung, SK Hynix и Micron также составляют тройку крупнейших поставщиков динамической оперативной памяти, поэтому их планы в отношении памяти различных видов разработаны гораздо обстоятельнее, уверены аналитики DRAMeXchange. Toshiba и Western Digital же производят только флеш-память NAND.

В DRAMexChange согласны с тем, что отсоединение бизнеса памяти Toshiba придаст корпорации больше операционной гибкости и улучшит ее способность привлекать инвестиции.

Поскольку индустрия памяти требует больших капиталовложений, а конечный рынок характеризуется изменчивостью, Toshiba и Western Digital будет сложнее преодолевать операционные трудности, чем их соперникам, добавляют аналитики.

В долгосрочной перспективе объединение усилий Toshiba и Western Digital позволит нарастить мощность производства флеш-памяти и повысить темпы разработки продуктов для хранения данных, полагают в DRAMeXchange.

«В Toshiba пытаются стабилизировать финансовое положение бизнеса памяти, — отмечает Янг. — Работая в условиях операционных сложностей и сильной конкуренции, отсоединенная структура сможет более эффективно привлекать капиталы, чтобы оставаться на плаву и расширяться».

Согласно последнему квартальному отчету Toshiba, продажи флеш-памяти принесли корпорации примерно 15% от общей выручки. При этом до 50% нормы прибыли за этот период приходились именно на долю флеш-памяти, то есть сейчас она является одним из главных источников роста дохода для корпорации.

«Таким образом, сделка отсоединения упростит привлечение средств для бизнеса памяти Toshiba, которому нужен стабильный приток капиталов на развитие и конкуренцию в современных условиях, — добавил Янг. — Будучи отдельной структурой, бизнес памяти будет в более выгодном положении для внесения масштабных изменений в операции и структуру издержек, что сделает его более привлекательным для инвесторов. В то же время ход Toshiba укрепляет ее партнерство c Western Digital  в области флеш-памяти NAND».

В ближайшие восемь-девять лет мощность систем хранения электроэнергии в развивающихся странах резко вырастет — с нынешних 2 ГВт до 80 ГВт с лишним. Такой прогноз приводится в докладе Всемирного банка, озаглавленном «Тенденции и возможности запасания электроэнергии на развивающихся рынках».

Как следует из доклада, ежегодный прирост емкости систем хранения электроэнергии на протяжении десятилетия будет составлять более 40%.

Исследование проведено в рамках программы содействия управлению энергетическим сектором, курируемой Всемирным банком. Авторы доклада предсказывают, что самыми крупными рынками хранения электроэнергии станут Китай и Индия.

По сведениям исследователей, в 2016 году в мире были установлены солнечные батареи и ветрогенераторы общей мощностью 78 ГВт, а в предстоящие пять добавятся еще 300 ГВт.

«Запасаемая энергия сыграет ключевую роль в удовлетворении спроса на низкоуглеродное электричество в развивающихся странах, — говорится в докладе. — По прогнозу Международного энергетического агентства, к 2020 году таким странам придется удвоить выработку электроэнергии, а к 2035 году на их долю будет приходиться 80% общемирового роста выработки и потребления электричества».

Стоимость развертывания систем возобновляемой энергии падает, но, чтобы продолжилась интеграция домашних солнечных батарей и солнечных ферм в региональные электросети, потребуется сохранять энергию с помощью аккумуляторных батарей и других систем, позволяющих обеспечить бесперебойное снабжение электричеством.

В числе таких устройств: механические системы наподобие маховиков, пневмоаккумуляторов и гидроаккумуляторных станций; электрохимические — литий-ионные и проточные батареи; термальные системы, основанные на изменении фазового состояния вещества. Последние требуют специальных материалов, например, может использоваться расплавленная соль, запасающая тепло солнечной фермы для последующей передачи в парогенераторы.

Глава Tesla Илон Маск недавно объявил, что в его компании начато массовое производство литий-ионных батарей для предприятий и домашнего использования. Полезная площадь первой «гигафабрики» Tesla, возведенной в окрестностях Рино (Невада), составляет 176,5 тыс. кв. м, и Маск планирует строить в разных странах новые заводы.

По его словам, главная цель — устранить зависимость от ископаемых видов топлива при производстве электроэнергии. Чтобы такое стало возможным, понадобится, полагает Маск, два миллиарда новых батарейных систем Tesla, рассчитанных на коммерческих заказчиков.

Литий-ионные батареи сейчас преобладают на рынке, но получают применение и другие аккумуляторные технологии. Проточные и литий-ионные батареи хорошо годятся для запасания энергии из непостоянных источников наподобие солнечных панелей и ветряных турбин, поскольку такие аккумуляторы могут долгое время находиться в отключенном состоянии, не теряя заряда. Масштаб систем на основе проточных батарей, однако, наращивать проще — для увеличения энергоемкости нужно лишь больше жидкости, а оборудование остается тем же самым, объясняет Дин Фрэнкел, научный сотрудник Lux Research.

Проточные батареи называются так, поскольку в них используются жидкие химикаты — электролиты, разделенные мембраной. В результате реакции между двумя химикатами высвобождаются электроны — генерируется ток.

Потребности в хранении энергии растут

На сегодня около 1,2 млрд человек в развивающихся странах вынуждены обходиться без электричества. По оценкам авторов доклада, традиционные централизованные энергосети невыгодно использовать для организации поставки электроэнергии в необслуживаемые сейчас районы.

Внедрению распределенных сетей и систем хранения энергии способствует еще и старение электроэнергетической инфраструктуры во многих развивающихся странах. По прогнозам, чтобы обеспечить повсеместный доступ к современным источникам электроэнергии, к 2030 году нужно будет вложить 45 млрд долл., причем значительную часть этой суммы надо потратить на системы хранения электричества. Соответствующие решения не только обеспечат возможность рациональнее использовать ресурсы, но и смогут сохранять энергоснабжение в условиях стихийных бедствий, говорится в описании инициативы ООН «Устойчивая энергетика для всех».

В Азиатско-Тихоокеанском регионе, где проживает значительное число не обеспеченных электроэнергией людей, используются два основных вида электросетей, каждый со своими характеристиками и возможностями запасания энергии. В развитых странах, таких как Япония, Южная Корея, Новая Зеландия и Австралия, применяются сети на основе современных высоконадежных технологий. В развивающихся странах, где поставки электричества ограниченны или ненадежны, наибольшее применение со временем получат распределенные системы запасания энергии и микросети, уверены авторы доклада Всемирного банка.

Микросети могут применяться для обслуживания поселков городского типа и небольших городов, а также торговых и промышленных комплексов. При этом они могут соединяться с магистральными энергосетями.

«По мере роста городского населения увеличивается потребность в новой электроэнергетической инфраструктуре, такая ситуация потенциально способствует формированию рынка хранения энергии, но сельские и изолированные поселения создают спрос на иной набор технологий того же назначения, — говорится в отчете. — Одними из первых системы запасания электричества начали внедрять изолированные сообщества, полагающиеся на собственные энергосистемы, основой которых раньше были как правило дизельные генераторы».

Ученые из Сингапура и Германии совместными усилиями создали микросхему резистивной памяти, которая обеспечивает не только хранение данных, но и выступает в роли компьютерного процессора.

Прорыв, обещающий привести к появлению еще более быстрых и компактных мобильных устройств, совершен благодаря весьма перспективной технологии резистивной памяти с произвольным доступом (Resistive switching Random Access Memory, ReRAM), переключение состояний в ней реализуется на основе окислительно-восстановительных реакций. Сегодняшние компьютеры вынуждены постоянно перемещать данные из оперативной памяти в процессор, который выполняет необходимые вычисления, и обратно. Из-за этого не только снижается производительность, но и увеличивается энергопотребление.

«Такой подход напоминает долгую беседу через маломощный транслятор, когда приходится тратить дополнительные усилия и время, – пояснил доцент Наньянского технологического университета в Сингапуре Анупам Чаттопадья. – Теперь же у нас появилась возможность увеличить мощность транслятора, а значит, данные будут обрабатываться быстрее».

Помимо того что новая схема экономит время и энергию, исключив пересылку данных между разнородными подсистемами хранения и процессорами, она еще и повышает по крайней мере вдвое скорость обработки данных в портативных компьютерах и мобильных устройствах.

Перекладывание на микросхемы памяти вычислительных задач еще и экономит место, ведь из устройства изымается процессор. Следовательно, появится еще более тонкое, компактное и легкое электронное оборудование. Откроются возможности и для новых дизайнерских решений в области потребительской электроники и носимых устройств.

Исследователи из Наньянского технологического университета работали совместно со своими коллегами из Рейнско-Вестфальского технического университета Аахена и Юлихского исследовательского центра. Полученные результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

Память ReRAM, известная также под названием «мемристор», разработана при участии глобальных производителей микросхем, в том числе SanDisk и Panasonic. Чипы памяти ReRAM — одни из самых быстрых на рынке и уже доступны для приложений Интернета вещей. В 2015 году компании Hewlett-Packard и SanDisk анонсировали соглашение о совместной разработке разновидности памяти SCM (Storage Class Memory) ReRAM, которая могла бы прийти на смену традиционной памяти DRAM, обещая тысячекратное увеличение производительности по сравнению с флеш-памятью NAND.

До того как был создан мемристор, ученым были известны только три базовых элемента – резистор, конденсатор и индуктор. Мемристор стал четвертым и потребляет гораздо меньше энергии.

На протяжении многих лет память ReRAM разрабатывалась для технологий хранения, но Чаттопадья совместно с профессором Университета Аахена Райнером Вазером и Викасом Рана из Юлихского исследовательского центра впервые сумели продемонстрировать, что на ее основе можно организовать и обработку данных.

«Задача ускорения обработки является одной из самых насущных в мировой компьютерной индустрии, поскольку программное обеспечение становится все более сложным, а объемы данных, циркулирующие в ЦОД, постоянно увеличиваются», – говорится в совместном сообщении исследователей.

Троичная система исчисления

Сегодня компьютерные процессоры используют двоичную систему исчисления: данные кодируются последовательностями из нулей и единиц.

В прототипе схемы ReRAM, предложенной Чаттопадьей и другими исследователями, не два, а три состояния, что позволяет представлять и обрабатывать данные в троичной системе исчисления.

«Поскольку при хранении элементарных ячеек данных ReRAM использует различные уровни электрического сопротивления, количество состояний можно увеличить еще и выйти тем самым за рамки ограничений, сдерживающих рост производительности традиционных архитектур», – подчеркивают исследователи.

Ученые планируют разработать память ReRAM, которая поддерживала бы более трех нынешних состояний, что приведет к дальнейшему увеличению скорости вычислений.

Использование ReRAM для вычислительных операций представляется более эффективным с точки зрения затрат по сравнению с другими перспективными компьютерными технологиями.

«Благодаря использованию памяти не только для хранения данных, но и для их обработки открываются совершенно новые пути к повышению эффективности энергопотребления в информационных технологиях», – заявил Вазер.

Стартап, созданный разработчиком компьютерных игр, разработал приложение, позволяющее студентам-медикам и врачам тренировать инвазивные хирургические вмешательства с использованием смартфонов и планшетов.

Компания Level EX разработала приложение, основанное на реальных клинических сценариях и помогающее хирургам развивать координацию рук и глаз при перемещениях в трехмерном пространстве, прежде чем оперировать реальных клиентов. Приложению присвоен также статус инструмента для обучения хирургов, желающих получать на курсах повышения квалификации зачетные очки от Американской медицинской ассоциации.

Около 60% врачей уже используют технологию виртуальной реальности, чтобы приобрести опыт, который необходим при хирургическом вмешательстве с применением эндоскопических инструментов. Но сегодня в качестве тренажеров хирургам предлагаются большие устройства, установленные в центрах имитационного обучения и стоящие многие миллионы долларов.

Основатель и директор Level EX Сэм Глассенберг сравнил рынок хирургической имитации с индустрией видеоигр 1980-х годов, когда людям приходилось ходить в залы игровых автоматов, поскольку игровое оборудование и его обслуживание стоили слишком дорого.

«Если, к примеру, врач хочет потратить день на обучение, он должен заплатить довольно много денег и к тому же оторваться от основной работы, – заметил Глассенберг. – Это очень неудобно, да и качество оставляет желать лучшего. Именно такая модель была в ходу в индустрии видеоигр 30 лет назад. Желающие поиграть должны были топать к игровым автоматам, иногда через весь город. Сегодня к автоматам никто уже не ходит. У всех имеются карманные устройства, чтобы совершенно бесплатно играть в легкодоступные игры высокого качества, регулярно пополняя их новым контентом».

По оценкам аналитиков IDC, продажи систем дополненной и виртуальной реальности для здравоохранения к 2020 году приблизятся к миллиарду долларов. Причем большая часть денег, заплаченных за хирургические имитаторы, будет приходиться на решения старшего класса.

Глассенберг, хотя и был окружен людьми, имеющими непосредственное отношение к медицине, никогда не предполагал, что начнет создавать приложения для сферы здравоохранения. Себя в семье он называет белой вороной. Его отец — анестезиолог, мать работает в издании Journal of the American Medical Association, а жена трудится педиатром. Сам же Глассенберг – программист, специализирующийся на играх.

До того как основать Level Ex, он руководил компанией Funtactix – студией разработки интернет-игр, которая в марте текущего года была приобретена компанией Playtech. Когда-то он работал программистом в LucasArts, создавал игры «Звездных войн» и был ведущим разработчиком DirectX в Microsoft — API, широко используемом в игровых консолях и графических приложениях для ПК.

Заниматься медицинскими имитаторами он начал в 2012 году, когда его отец, врач чикагской больницы Northwestern Memorial Hospital, попросил его сделать имитатор для волоконно-оптического ларингоскопа. (Ларингоскоп – это одна из разновидностей эндоскопов, предназначенная для исследования внутреннего состояния гортани пациентов.) Отец Глассенберга хотел иметь приложение, которое позволило бы обучать медицинский персонал на их собственных iPad.

Глассенберг разработал прототип, получивший название iLarynx.

«Несколько выходных я просидел над игровым движком, получил довольно сырой имитатор и разместил его в магазине приложений, потому что мне не хотелось устанавливать его на iPad вручную, – вспоминал Глассенберг. – Больше я об этом не думал».

Через несколько месяцев разработчик решил проверить, что творится с приложением iLarynx и, к своему удивлению, обнаружил, что оно было загружено уже более 100 тыс. раз.

Оценив эффективность приложения, медицинское сообщество пришло к выводу, что оно заметно повысило производительность труда персонала. И его решено было установить на планшеты iPad медицинской школы Стэнфордского университета, а также на электронные устройства ряда китайских медицинских институтов. «И тогда я понял, что спрос на продукты такого рода весьма высок, а передо мной открываются самые широкие деловые возможности, равно как и возможность влиять на исходы хирургических операций», – подчеркнул Глассенберг.

В октябре компания Level Ex представила имитационное приложение Airway EX для анестезиологов, отоларингологов, реаниматологов, врачей скорой помощи и пульмонологов. Это приложение имитирует несколько эндоскопических процедур, находится сейчас на стадии бета-тестирования и доступно бесплатно в магазинах приложений App Store и Google Play.

Врачи, работающие с Level Ex, присылают компании видео, изображения компьютерной томографии и информацию о реальных процедурах, а разработчики превращают все это в модели виртуальной реальности.

Level Ex уже получила от венчурных фондов, управляемых Jazz Venture Partners, более 2,1 млн долл., а в штате компании на сегодняшний день насчитывается 20 сотрудников.

Приложение Airway Ex совершенствуется не только программистами Level Ex, но и хирургами-энтузиастами, которые дают консультации по проведению инвазивных операций.

«Если во время процедуры вы по ошибке задели голосовые связки пациента, это вызовет кашель, – сообщил Глассенберг. – В имитаторе все будет именно так, как происходит на самом деле. Мы действительно имитируем реакцию пациента».

Даже при имитации редких хирургических операций горла, например при удалении опухоли, частично блокирующей дыхательные пути у ребенка, вы видите пузырьки воздуха, попадающие в гортань.

«Все модели строятся на базе реальных случаев, – отметил доктор Эрик Гантверкер, консультирующий Level Ex. – Команда смотрит реальные видеозаписи и создает презентации на их основе».

Гантверкер, хирург детской клиники при Университете Юго-Западного Техаса, познакомившийся с разработками Level Ex около года назад, сразу увидел преимущества новой технологии.

«Многие поколения врачей учились на реальных операциях, – заметил Гантверкер. – Если что-то идет не так, пациенты умирают. И полезность технологий, исключающих ошибки в реальном мире путем их переноса в виртуальную среду, трудно переоценить».

По данным некоммерческой организации Institute of Medicine, учрежденной Национальной академией наук США, ежегодно из-за медицинских ошибок умирают от 44 тыс. до 98 тыс. пациентов. Имитация медицинских процедур, включая и приложения виртуальной реальности, поможет значительно уменьшить число таких ошибок. Рынок этот растет очень быстрыми темпами.

Приложение может быть полезным и при обучении общим процедурам, таким как установка дыхательных трубок или удаление доброкачественной опухоли эпителия.

По словам ведущего аналитика IDC Криса Шута, стартапы стимулируют рост закупок на медицинском рынке виртуальной реальности.

Речь здесь не обязательно идет об имитации сложных хирургических операций. Многие пациенты сами не прочь окунуться в среду виртуальной и дополненной реальности, запуская приложения для потребителей на устройствах на платформах iOS и Android.

Впрочем, не все относят продукты Level Ex к классу виртуальной реальности.

Главный аналитик Forrester Research по устройствам и платформам Дж. Гаундер заявил, что приложения для мобильных устройств нельзя причислить к категории виртуальной реальности, если не используются специальные 3D-шлемы наподобие Google Daydream или Samsung Gear VR.

«Мне неизвестен этот стартап, – указал он. – Но сегодня первейшая задача виртуальной реальности — это детальные воспроизведения сложных сред для обучения хирургов или визуализации внутренних органов. Мобильные приложения виртуальной реальности на плоском экране я даже не беру в расчет – это просто обман».

По словам Гантверкера, приложение Airway EX реально ровно настолько, насколько реальны другие имитаторы виртуальной реальности, которые ему довелось видеть. В приложении, например, мы видим, как гортань виртуального пациента наполнятся слюной. Если хирург разрезает ткани виртуального пациента, оттуда течет кровь.

В приложениях представлены сложные случаи, и это не менее полезно, чем присутствие врача на медицинской конференции или симпозиуме. Все врачи скорой помощи и анестезиологи, просмотревшие приложения Level Ex, отметили их чрезвычайно высокую реалистичность.

Ожидается, что вслед за Airway EX появятся мобильные приложения виртуальной реальности и для других специальных областей, включая кардиологию, гастроэнтерологию и ортопедическую хирургию.

«Мы приближаемся к тому, чтобы закрыть брешь, которая несколько десятилетий существовала в бизнес-моделях и около десяти лет в технологиях, – заявил Глассенберг. – И сделаем это мы, разработчики игр, двигающие по экрану пикселы и спасающие жизни».

Даже в условиях дефицита флеш-памяти NAND, толкающего цены вверх, производители ноутбуков все чаще оснащают свои компьютеры не жесткими дисками, а твердотельными накопителями.

В отчете DRAMeXchange утверждается, что число ноутбуков с твердотельными накопителями в текущем квартале превысит первоначальные ожидания, а в 2017-2018 годах их доля окажется выше 50%.

«Несмотря на дефицит флеш-памяти NAND на рынке, доля ноутбуков, использующих твердотельные накопители, будет выше 30%, – отметил старший менеджер DRAMeXchange по исследованиям Алан Чен. – Более того, ожидается, что в 2017-2018 годах она превысит уже 50%».

Поставки твердотельных накопителей производителям ПК в четвертом квартале вырастут на 25-26%. А уровень проникновения ноутбуков, оснащенных этими устройствами, составит за тот же период около 35-36%.

Твердотельные накопители M.2 Samsung 960 Pro и 960 EVO были выпущены в сентябре. В них используется интерфейс PCIe, и они являются самыми быстрыми устройствами компании. Скорости последовательного чтения и записи у 960 Pro достигают соответственно 3,5 и 2,1 Гбайт/с. У 960 EVO эти показатели составляют 3,2 и 1,9 Гбайт/с.

Даже в условиях роста популярности твердотельных накопителей средняя контрактная цена большинства устройств SSD с флеш-памятью NAND с многоуровневыми ячейками (MLC) выросла в четвертом квартале на 6-10% по сравнению с предыдущим. Средняя цена устройств SSD с памятью NAND на основе трехуровневых ячеек (TLC) увеличилась в четвертом квартале на 6-9%.

Разрыв в цене между популярными твердотельными накопителями емкостью 128 и 256 Гбайт в сравнении с разрывом между популярными жесткими дисками объемом 500 Гбайт и 1 Тбайт во второй половине 2016 года оказался выше ожидаемого. Объясняется это, по словам Чена, ростом цен на твердотельные накопители.

Флеш-память MLC позволяет хранить 2 бит данных в каждом транзисторе или «ячейке», а TLC – 3 бит в ячейке, что делает ее более плотной и дорогой в производстве.

В отчете DRAMeXchange говорится, что в первом квартале 2017 года большинство производителей флеш-памяти (за исключением Samsung) будут испытывать сложности с переходом на технологию 3D-NAND.

В прошлом году SanDisk и Toshiba анонсировали выпуск 48-уровневых микросхем флеш-памяти 3D-NAND емкостью 256 Гбит (32 Гбайт), позволяющих хранить 3 бита в ячейке (X3). Технология эта получила название BiCS (сокращенное от Bit Cost Scaling).

«Консенсус ведущих поставщиков поможет максимизировать их рентабельность, – подчеркнул Чен. – Поэтому какое-то время контрактные цены на массовые твердотельные накопители будут сохранять свой рост. Тем не менее, спрос на них увеличивается, поскольку по сравнению с жесткими дисками они обладают лучшим соотношением между ценой и производительностью».

Память 3D NAND создается путем выстраивания десятков слоев ячеек один над другим и возведения микроскопических «небоскребов», которые придают твердотельным накопителям гораздо более высокую плотность, емкость и производительность. Эта технология позволяет удешевить стоимость производства накопителей. Большинство производителей уже наладили или, по крайней мере, анонсировали выпуск на базе технологии 3D NAND, но такой переход требует переоснащения производственных предприятий.

Доля устройств с интерфейсом PCIe растет

Что касается новых интерфейсных технологий, то всего несколько производителей ПК оказались готовы представить во второй половине 2016 года продукты с твердотельными накопителями, соответствующими спецификациям PCIe.

Между тем большая часть спроса по-прежнему приходится на диски Serial ATA (SATA) III, и в этом году устройства с такими интерфейсами все еще останутся доминирующими.

В наиболее распространенном для флеш-продуктов потребительского класса интерфейсе SATA соединение поддерживается по высокоскоростному последовательному кабелю, который состоит из двух пар проводов. В интерфейсе PCIe (Peripheral Component Interconnect Express) используется коммутирующая архитектура, позволяющая подключать множество устройств по одной шине.

В новейших твердотельных накопителях с интерфейсом PCIe используется контроллер NVM Express (NVMe) или Non-Volatile Memory Host Controller Interface Specification, выступающий в роли логического интерфейса для доступа к флеш-хранилищу через шину PCIe. Твердотельные накопители, использующие интерфейс PCIe/NVMe, работают в четыре раза быстрее тех, что подключаются к разъемам SATA III.

Компания Apple, в ноутбуках которой установлены твердотельные накопители с интерфейсом PCIe, недавно представила обновленную версию MacBook Pro, претендующую сегодня на звание самой высокопроизводительной мобильной системы на рынке.

По мнению отраслевых аналитиков, использование Apple твердотельных накопителей с интерфейсом PCIe отражает общую тенденцию ускорения перехода к этим технологиям в отрасли.

Если в 2016 году доля твердотельных накопителей с интерфейсом PCIe составляет около 20%, то в следующем году она, по оценкам DRAMeXchange, вырастет до 30-40%. Растущее число брендов, предлагающих устройства SSD с такими интерфейсами, наряду с появлением более доступных чипов, выпускаемых производителями контроллеров, будет способствовать увеличению в 2017 году доли накопителей, подключаемых к шине PCIe.

Исследователи из Гарвардского университета совершили важный прорыв в области персонализированной медицины, разработав методику 3D-печати биочипов с тканями реальных органов человека и встроенными датчиками.

Технология выращивания тканей на кристалле со временем позволит воспроизводить наследственные заболевания человека в лабораторных условиях с воссозданием клеток конкретного пациента. На искусственно выращенных тканях можно будет испытывать различные методы лечения, чтобы выбрать наиболее действенный.

Исследование было проведено учеными Гарвардской школы инженерного проектирования и прикладных наук и Института биотехнологий им. Виза. Доклад о результатах опубликован в журнале Nature Materials.

«Мы раздвигаем горизонты трехмерной биопечати, разрабатывая и объединяя различные функциональные материалы в распечатываемых моделях, — заявил Дженнифер Льюис, профессор биотехнологий Гарвардского института. — Данное исследование продемонстрировало, какие впечатляющие возможности открывают биочипы для скрининга лекарственных средств и моделирования заболеваний».

Ученые Гарварда уже имеют опыт создания чипов с распечатываемыми на 3D-принтере живыми тканями. В ходе нового исследования разработан способ снабжения биочипа датчиками, позволяющими регистрировать информацию сразу от нескольких биологических образцов на протяжении длительного времени, объясняет Йохан Ульрик Линд, ведущий автор доклада.

«С помощью датчиков мы получаем сведения о силе сердцебиения и частоте сокращений, — говорит он. — По этой информации мы можем судить о том, как ткань реагирует на лекарства и токсины. Учитывая, что в рамках фармацевтических исследований могут тестироваться тысячи вариантов химического соединения, наша разработка стала важным шагом вперед по сравнению с предыдущими изысканиями».

Методы лечения тестируются в процессе клинических исследований, которые могут длиться годы, порой на испытания всего одного лекарственного средства затрачиваются миллиарды долларов, объясняют в Институте Виза.

При таких испытаниях гибнут тысячи подопытных животных, причем зачастую реальный отклик человеческого организма на терапию воспроизвести так и не удается из-за существенных различий патофизиологии человека и животных.

В рамках предыдущих исследований ученые Гарварда создали микрочипы, воспроизводящие микроструктуру и функции органов человека — легких, кишечника, почек, кожи и костного мозга. Эти «органы на кристалле» выполнены из эластичного полимера, а по размерам такой биочип примерно с флеш-накопитель. Ткани в биочипе питаются через сеть искусственных кровеносных сосудов, стенки которых выложены живыми клетками. С помощью механических приспособлений воспроизводятся процессы, происходящие в живых органах, например сокращения легких при дыхании и перистальтика кишечника.

Исследователи могут взять клетки кожи у человека, страдающего сердечно-сосудистым заболеванием, и превратить их в стволовые клетки, а те в свою очередь — в кардиомиоциты, объясняет Линд. Полученные клетки сердечной ткани в точности воспроизводят генетический профиль пациента.

«Изготовив 'сердце на кристалле' из таких клеток, мы можем проверять на нем те варианты лечения, которые могли бы подойти конкретному пациенту, — продолжает Линд. — Может быть, это покажется научной фантастикой, но у нас уже есть реальный опыт выбора терапии с помощью таких микрочипов».

В рамках нового исследования разработан процесс быстрого автоматизированного изготовления «сердца на кристалле» методом 3D-печати с использованием собственных клеток пациентов. Такой чип позволяет собирать достоверные данные при проведении краткосрочных и долговременных исследований, отмечают ученые.

«Поскольку устройство целиком изготавливается на 3D-принтере, конструкцию можно легко менять, например когда нужна адаптация для конкретного источника клеток, — говорит Линд. — В будущем мы сможем варьировать чипы, приспосабливая их для сердечной ткани, полученной из индуцированных стволовых клеток конкретного пациента. Наш метод программируемого выращивания органов на кристалле позволяет не только легко менять конструкцию системы, добавляя различные датчики, но и кардинально упрощает получение данных».

Не только ученые Института Виза занимаются методиками тестирования лекарств с использованием 3D-биопечати. Похожая технология разработана в компании Organovo — там в 2014 году изготовили первый биочип, воспроизводящий человеческую печень. В Organovo также распечатывают человеческую кожу для пересадки, беря за основу клетки конкретных пациентов. Исследователями из компании MaRS Innovations и Университета Торонто в 2014 году был создан коммерческий биопринтер для изготовления человеческой кожи.