Из неисправных компонентов можно собрать идеально работающее устройство

Два английских физика нашли способ использования неисправных компонентов для компьютеров и другой техники. Они показали, что устройство, составленное из неправильно функционирующих деталей, может прекрасно работать, если компоненты соединены правильным образом.

С усложнением составляющих и увеличением мощности компьютеров пользователям приходится сталкиваться с проблемами неисправностей довольно часто, достаточно вспомнить нередкие предупреждения о конфликтах оборудования. Одно из возможных решений проблемы - иметь готовое к использованию дублирующее устройство. Однако есть и более дешевые способы.

Идея оксфордских ученых Дэмиена Шале (Damien Challet) и Нила Джонсона (Neil Johnson) состоит в том, что использование неисправных деталей вполне возможно, следует лишь соблюдать определенные правила в обращении с ними. Реализация этой идеи, по сути, ведет к безотходному производственному процессу. Эксперименты ученых показывают, что коробка неисправных деталей при должном их соединении может превратиться в нормально функционирующее устройство.

Соединение достаточного количества неисправных компонентов в систему позволяет добиться "уравновешивания" недостатков каждого из них. Образно, если представить отклонение каждой детали от нормы в виде вектора, то результирующий вектор системы будет нулевым.

По расчетам ученых, использование ровно половины неисправных деталей от любого числа компонентов системы позволит минимизировать комбинированную ошибку в работе. Если соотношение 50/50 не выполняется и доля неисправных деталей повышается хотя бы на сотую долю, комбинированная ошибка резко подскакивает. Так, например, цепь из двух исправных и двух неисправных транзисторов будет работать отлично, а при перевесе неисправных 3/1 работа цепи будет затруднена.

Противостояние сбоям свойственно любой сложной системе - этот феномен наблюдается повсеместно - от биологических организмов до сложных бизнес-структур. Человеческое тело продолжает функционировать на удивление долго при наличии критического числа "неисправных" клеток. Большая корпорация продолжает вести бизнес, несмотря на ошибки в работе отдельных работников.

Похожим образом процессор, составленный из 40 млн транзисторов, функционирует много месяцев или лет подряд, хотя очевидно, что среди этих 40 миллионов найдется далеко не один неисправный транзистор. Многие разработчики заняты сейчас созданием одномолекулярных транзисторов. Вполне вероятно, что и на наноуровне будут неизбежны отказы от нормального функционирования.

Источник:
по материалам сайта Nature.