三年前，HPE（前身為惠普）提出了一個激進的計算機重新設計願景，旨在在單個系統中提供前所未有的效能。透過將通常以小塊形式繫結到每個處理器的所有記憶體整合到一個巨大的池中，並使用光纖而不是銅線連線所有部件，HPE 希望以在微晶片上封裝更多電晶體永遠無法實現的方式為計算機加速。HPE 將這款下一代計算機簡稱為“The Machine”。此後，該公司著手將這些神話般的元件變為現實。
快進到現在，雖然 The Machine 尚未完全問世，但 HPE 正在展示迄今為止的進展。目前在華盛頓特區《大西洋月刊》的On the Launchpad：重返深空會議上展出的原型機擁有 1,280 個高效能微處理器核心，每個核心與其他核心同步讀取和執行程式指令，並可訪問高達 160 TB（太位元組）或 160 萬億位元組的記憶體。相比之下，當今高階遊戲 PC 的記憶體約為 64 GB（640 億位元組）。光纖（使用光子而不是電子）在不同元件之間傳遞資訊。
高科技研究和諮詢公司 TIRIAS Research 的首席分析師 Paul Teich 表示：“重要資訊是他們有一個功能齊全的大型記憶體研究系統正在執行。”“HPE 的 The Machine 的定義是其單個巨大的可定址記憶體池。” 計算機會為其記憶體中儲存的每個位元組的資料位置分配一個地址。The Machine 的處理器可以訪問這些地址並與之通訊，方式與高效能計算機節點（用於模擬天氣預報或執行用於發現新化合物的模擬的節點）協同工作的方式非常相似。Teich 表示，主要區別在於高效能計算機節點分佈在大型資料中心，需要許多網路連線、協議和資料傳輸才能共享記憶體，他補充說，其中一些連線可能會在同一資料中心內使用長達數公里的網線。“The Machine 旨在透過高速光纜上的直接記憶體訪問來跨越這些距離。”
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HPE 的 X1 光子互連模組位於科羅拉多州柯林斯堡惠普矽設計實驗室的“Kraken”測試臺上。微型雷射技術用光代替傳統的銅線，以加快電子裝置之間的資料傳輸。圖片來源：惠普企業
該設定中缺少的是備受追捧的憶阻器，它仍然處於開發階段。相反，The Machine 的 160 TB 記憶體以動態隨機存取儲存器 (DRAM) 的形式出現，它將每個資料位儲存在積體電路中的一個單獨的電容器中，但在電源關閉時會丟失該資料。與每次啟動 PC 時都必須從磁碟儲存訪問資料的 DRAM 不同，憶阻器在恢復供電後理論上能夠從上次停止的地方繼續工作。快閃記憶體和靜態 RAM 具有類似的“非易失性”屬性，可以保留資料，但比 DRAM 更昂貴且容量更小。憶阻器的主要問題是沒有人知道如何製造大量足夠可靠的憶阻器用於商業電子裝置。研究人員仍在研究最佳的材料使用以及最有效的製造方法。
惠普實驗室首席架構師和 HPE 研究員 Kirk Bresniker 表示，HPE 為此原型選擇了 DRAM，因為它允許該公司包含大量記憶體，以測試新系統的記憶體控制器、光子互連和微處理器。該系統能夠處理相當於美國國會圖書館儲存的資訊量的五倍，它具有“世界上最大的記憶體陣列，並且正在執行需要複雜數學的突破性應用程式，這使該架構大放異彩。”
在華盛頓特區《大西洋月刊》活動上演示的程式旨在檢測模擬企業網路中的安全威脅。“如果您檢視訪問網路特定區域的裝置之間的關係，您可以分辨出（如果您仔細檢視所有訪問嘗試），哪些是由正常員工完成的，哪些是不尋常的，因為系統已被惡意軟體破壞，”Bresniker 說。“挑戰在於，此類威脅只有透過非常微妙和異常的訪問模式才能顯示出來，這些模式隱藏在每天透過企業網路的數十億個正常系統訪問請求中。”The Machine 原型的能力是將其所有資料載入到其記憶體陣列中，從而連線資料之間的關係並識別安全威脅，他說。“跨多個聯網裝置分割此資料的分析速度太慢，無法在資料中找到那些細微的相關性。”
Teich 表示，HPE 決定演示圖表分析意義重大，因為這種型別的分析用於執行各種功能，例如，使社交媒體網路能夠根據使用者偏好和行為做出推薦。Teich 補充說，The Machine 規模的系統有能力將大量資料集（例如 Facebook 或 Twitter 上使用的人們之間的所有關係）儲存在記憶體中並即時分析它們。
HPE 在科羅拉多州柯林斯堡的記憶體驅動計算原型中的電子電路板特寫。新的計算機架構將記憶體和儲存合併到一個巨大的記憶體池中，以提高處理速度和能源效率。圖片來源：惠普企業
HPE 將分三個階段開發 The Machine（該公司漫長曆史上最大的研發專案），今天的釋出是第一階段。在第二和第三階段，該公司計劃在未來幾年內超越 DRAM，分別測試相變隨機存取儲存器 (PRAM) 和憶阻器。PRAM 使用電流將資料儲存在一種稱為 硫族化物的玻璃狀物質中，這種物質的原子在受熱時會重新排列。硫族化物也用於 CD 和 DVD，它們在雷射的幫助下儲存資訊。競爭對手 IBM 在開發下一代計算方面採取了略有不同的方法，專注於模仿人腦結構的神經形態系統以及利用亞原子粒子的量子態儲存資訊的量子計算機。
Bresniker 表示，隨著摩爾定律停止擴充套件，HPE 對憶阻器和下一代計算架構的探索受到了資料呈指數增長的驅動。由英特爾聯合創始人戈登·摩爾於 1965 年提出的摩爾定律的終結意味著晶片製造商將無法再縮小電晶體的尺寸，使其能夠繼續保持每 12 或 18 個月將其積體電路上的電晶體數量增加一倍的趨勢。“我們正在研究的許多有趣的問題——智慧電網和智慧城市融入物聯網——將涉及如此龐大的資料量，”他說。其中大部分甚至永遠不會出現在資料中心，因為它將存在於網路邊緣的智慧裝置和感測器上。“處理所有這些資料的能力必須與需求相匹配，而需求似乎沒有任何上限，”他說。“我們作為一個物種生成資料的能力是一條似乎沒有上限的指數曲線。”