(57)【要約】１クラスタの計算球体１の各々が、そのハウジング３内に、光源５から光を受け取り、それをエネルギに変換して処理チップ２に動力を供給する感光装置５１を収容している。したがって、計算球体１への動力の無線伝送が行われると共に、計算球体が、互いにデータの無線通信を実施する。計算球体１は、無作為に容器６内に注ぎ込まれ、相互通信を行ってコンピュータ・デバイスを形成できる。【選択図】図７
2005502953.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１クラスタの計算要素からなるコンピュータ・デバイスであり、
ａ．各々の計算要素は、それぞれのハウジングと、該ハウジング内に収容されたデータ処理要素とを含み、
ｂ．各々の計算要素は、１つまたはそれ以上の他の計算要素と無線通信を行うように配置されており、
ｃ．各々の計算要素は、該計算要素の外部からの電力無線伝送によって電力を供給される、
ことを特徴とするコンピュータ・デバイス。
【請求項２】
前記ハウジングのいずれも、直接的にも間接的にも、他のどのハウジングにも固定されていないことを特徴とする請求項１記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項３】
各々の前記データ処理要素が、それぞれのハウジング内に封入されてカプセル化されていることを特徴とする請求項１または２記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項４】
各々の前記ハウジングが、実質的に球体形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項５】
前記クラスタが三次元であることを特徴とする前記請求項１〜４のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項６】
前記計算要素は、容器内に無造作にバラバラと配置されて、前記クラスタを形成するようにしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項７】
前記計算要素が、前記容器内において成り行きまかせに無造作に並置されていることを特徴とする請求項６に記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項８】
前記計算要素が互いに重なり合っていることを特徴とする請求項６に記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項９】
前記計算要素はホルダ内に配置されており、各々のホルダが、複数個の前記計算要素を所定の並置状態で収容するように配置されていることを特徴とする請求項１，３，４，５のいずれか１項に記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項１０】
前記計算要素間の通信を促進するために、前記クラスタを貫通する光ガイド或いは導波管を更に含んでいることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項１１】
計算要素の前記クラスタを冷却するために、冷却手段を更に含んでいることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１つに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項１２】
前記計算要素が、電極を備え、電解液に浸漬され、この電解液に前記電極が接触して、前記計算要素に電力を供給することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項１３】
添付図面を参照して実質的に先に説明したようになることを特徴とするコンピュータ・デバイス。
【請求項１４】
複数の計算要素を一緒に組み立てる工程からなる、コンピュータ・デバイスを構築する方法が、
ａ．各々の計算要素は、それぞれのハウジングと該ハウジング内に収容されたデータ処理要素とを含み、
ｂ．各々の計算要素は、１つまたはそれ以上の他の計算要素と無線通信を行うように配置されており、
ｃ．各々の計算要素は、該計算要素の外部からの電力無線伝送によって電力を供給される、
工程からなることを特徴とするコンピュータ・デバイスを構築する方法。
【請求項１５】
コンピュータ・デバイスは、請求項２〜１３のいずれか１つによることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記方法は、添付図面を参照して実質的に先に説明した方法ようになることを特徴とするコンピュータ・デバイスを構築する方法。
【請求項１７】
ホルダ内に配置された複数個の計算要素からなるコンピュータ・デバイスであり、
ａ．各々の計算要素が、それぞれのハウジングと該ハウジング内に収容されたデータ処理要素とからなり
ｂ．前記計算要素は相互にに通信するように配置されており、
ｃ．ホルダが複数個のファスナを有していて、各々のファスナが、計算要素のそれぞれのハウジングと係合して、適所にその計算要素を保持する、
ことを特徴とするコンピュータ・デバイス。
【請求項１８】
前記ホルダが、一対の電導体（power conductors）を備え、前記計算要素が前記電導体と電気接触するように配置されているいることを特徴とする請求項１７に記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項１９】
前記計算要素は、相互に無線通信を実施するように配置されていることを特徴とする請求項１７または１８に記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２０】
前記ホルダはコミュニケーション・バスを備え、前記計算要素が、前記コミュニケーション・バスを介して通信し合うように配置されていることを特徴とする請求項１７または１８に記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２１】
前記計算要素間の通信を促進するために、前記ホルダを貫通している光ガイド或いは導波管を更に含んでいることを特徴とする請求項２０に記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２２】
各前記ファスナはくぼみを含み、それぞれの前記ハウジングの少なくとも一部を受け入れるようになっていることを特徴とする請求項１７〜２１のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２３】
前記計算要素を冷却するために、冷却手段を更に含んでいることを特徴とする請求項１７〜２２のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２４】
前記計算要素を手でホルダ内に押し込んだりホルダとの係合から取り出したりできるように、前記ホルダおよび前記ハウジングは、該ホルダおよび／または前記ハウジングの少なくとも一部の弾性変形によって相互係合するように配置されていることを特徴とする請求項１７〜２３のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２５】
前記ホルダは複数個のトレイを含み、各々のトレイが、前記複数のファスナを有し、互いに重ね合わせられるようになっていることを特徴とする請求項１７〜２４のいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２６】
前記ハウジングはすべてが同じ形状であることを特徴とする請求項１〜２５のうちいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２７】
前記ハウジングはすべてが同じサイズであることを特徴とする請求項１〜２６のうちいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２８】
前記データ処理要素の内、少なくともいくつかは異なった機能を果すように配置されていることを特徴とする請求項１〜２７のうちいずれかに記載のコンピュータ・デバイス。
【請求項２９】
複数の計算要素を一緒に組み立てる工程からなる、コンピュータ・デバイスを構築する方法が、
ａ．各々の計算要素は、それぞれのハウジングと該ハウジング内に収容されたデータ処理要素とを含み、
ｂ．各々の計算要素は、互いに通信するように配置されており、
ｃ．ホルダは複数のファスナを有し、各々のファスナが計算要素のそれぞれのハウジングと係合して、その計算要素を適所に保持する、
工程からなることを特徴とするコンピュータ・デバイスを構築する方法。
方法。
【請求項３０】
前記コンピュータ・デバイスは、請求項１８〜２８のうちいずれかによるものであることを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンピュータ・デバイス（computing device）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ・デバイスの技術は近年かなり進んでいるが、尚も改善すべき点は多々ある。
たとえば、コンピュータ・デバイスの組立てには、一般的に言って、依然としてかなりの時間、努力、出費を必要とする。大型でパワフルなコンピュータ・デバイスの構造には今だに極めて莫大な費用がかかる。コンピュータ・デバイスを三次元で構築しようとする試みは、大成功を経験するに至っていないのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、コンピュータ・デバイスの構造に対し完全に新規な取り組みをもたらすものである。本発明の好ましい実施例は、小さな計算能力を持つコンピュータ・デバイスのみならず、巨大な計算能力を有するコンピュータ・デバイスをも、比較的安価で簡単な構築方法により、容易に提供することができるのである。さらに、三次元特性を有するコンピュータ・デバイスも容易に提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態によれば、１クラスタ（a cluster: 一塊）の計算要素（computing elements）からなるコンピュータ・デバイスが提供され、このコンピュータ・デバイスでは、
ａ．各々の計算要素は、それぞれのハウジングと、このハウジング内に収容されたデータ処理要素とを含み、
ｂ．各々の計算要素は、１つ以上の他の計算要素と無線通信を行うように配置され、
ｃ．各々の計算要素は、計算要素の外部からの電力の無線伝送によって電力が供給される。
【０００５】
好ましくは、前記ハウジングはいずれも、他のハウジングに、直接的にも間接的にも固定されていない。このような配置においては、前記計算要素を自由自在に計算要素クラスタへ加えたり或いは取り除いたりできるようになっている。
好ましくは、前記各々のデータ処理要素は、それぞれのハウジング内に封入されている。
【０００６】
好ましくは、前記各々のハウジングは、実質的に球体形態である。
好ましくは、  前記クラスタは、三次元である。
好ましくは、前記計算要素は、容器内にバラバラに大雑把に配置されて、前記クラスタを形成するようになる。
【０００７】
前記計算要素は、前記容器内に無作為に並置されてもよい。
前記計算要素は、互いに積み重なねられていてもよい。
前記計算要素は、ホルダ内に配置されていてもよく、各ホルダが、所定の並置状態で複数個の前記計算要素を収容するように配置されていてもよい。
【０００８】
上記のコンピュータ・デバイスは、さらに、前記計算要素間の通信を容易にするために、前記クラスタを通って伸長する光ガイドまたは導波管を含んでいてもよい。
上記のコンピュータ・デバイスは、さらに、前記計算要素クラスタを冷却するための冷却手段を含んでいてもよい。
【０００９】
前記計算要素は、電極を備え、電解液に浸漬されていてもよく、この電解液と前記電極が接触して、前記計算要素に電力を供給するようになる。
【００１０】
本発明の別の実施形態によれば、複数の計算要素を一緒に組み立てる工程からなる、コンピュータ・デバイスを構築する方法が提供されるものであり、このコンピュータ・デバイスにおいては、
ａ．各々の計算要素は、それぞれのハウジングと、このハウジング内に収容されたデータ処理要素とを含み、
ｂ．各々の計算要素は、１つ以上の他の計算要素と無線通信を行うように配置され、
ｃ．各々の計算要素は、計算要素の外部からの電力の無線伝送によって電力が供給される。
【００１１】
好ましくは、コンピュータ・デバイスは、本発明の先に述べたいずれの実施形態に従うものである。
【００１２】
本発明の別の実施形態によれば、ホルダ内に配置された複数の計算要素からなるコンピュータ・デバイスが提供されるものであり、このコンピュータ・デバイスにおいては、
ａ．各々の計算要素は、それぞれのハウジングと、このハウジング内に収容されたデータ処理要素とを含み、
ｂ．前記計算要素は、互いに通信するように配置され、
ｃ．ホルダは、複数のファスナを有し、個々のファスナが、計算要素それぞれのハウジングと係合して、その計算要素を適所にに保持するようになる。
前記ホルダは、一対の電導体（power conductors）を備えてもよく、前記計算要素が、前記電導体と電気接触をなすように配置されていてもよい。
【００１３】
好ましくは、前記計算要素は、互いに無線通信を実施するように配置される。
好ましくは、前記ホルダは、コミュニケーション・バス（communication bus）を備え、前記計算要素は、前記コミュニケーション・バスを介して通信し合うように配置される。
【００１４】
上記のコンピュータ・デバイスは、さらに、前記計算要素間の通信を容易にするために、前記ホルダを通過して伸長する光ガイドまたは導波管を含んでいてもよい。
好ましくは、各々の前記ファスナは、それぞれの前記ハウジングの少なくとも一部を受け入れるためのくぼみを含む。
上記のコンピュータ・デバイスは、さらに、前記計算要素を冷却するための冷却手段を含んでいてもよい。
【００１５】
前記ホルダおよび前記ハウジングは、前記ホルダおよび／または前記ハウジングの少なくとも一部の弾性変形によって相互係合するように配置されていて、前記計算要素を、手によって、前記ホルダ内に押し込んだり、そこから引き出したりすることができるようになっていてもよい。
前記ホルダは、複数のトレイを含み、各トレイが、複数の前記ファスナを有し、そして、互いに重なり合うようになっていてもよい。
【００１６】
好ましくは、前記ハウジングのすべては、同じ形状である。
好ましくは、前記ハウジングのすべては、同じサイズである。
好ましくは、前記データ処理要素の少なくともいくつかは、異なった機能を果すように配置される。
【００１７】
本発明の別の実施形態によれば、複数の計算要素を一緒に組み立てる工程からなる、コンピュータ・デバイスを構築する方法が提供されもので、このコンピュータ・デバイスにおいては、
ａ．各々の計算要素は、それぞれのハウジングと、このハウジング内に収容されたデータ処理要素とを含み、
ｂ．計算要素は、互いに通信するように配置され、
ｃ．ホルダが、複数のファスナを有し、各ファスナが、計算要素それぞれのハウジングと係合して適所ににその計算要素を保持する。
【００１８】
好ましくは、コンピュータ・デバイスは、本発明の先に述べたいずれの実施形態に従うものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明をより良く理解して貰うために、そして、本発明の実施例をどのように実施し得るかを示すために、以下、実施例を添付図面に関連して説明する。
なお、図において、同様の参照符号は、同様の、または、対応する部分を示している。
【実施例】
【００２０】
図１は、球体ハウジング３内に埋め込まれたデータ処理要素２を含む基本的な計算要素１を示しており、この計算要素１も球体の形となっている。
コンピュータ・デバイスは、多数のこのような「計算球体（computing balls）」１を製造して、これらの球体を容器内に注ぎ込むことによって、構築されるもので、ここでこれらの球体が電力の供給を受けて、互いに通信するようになる。
【００２１】
電力および通信設備は、多数のやり方で得ることができる。いくつかの例を下に挙げる。
【００２２】
図２は、受光要素２１および光伝送要素２２を備えるデータ処理要素（典型的には、マイクロチップ）を有する計算球体１を示している。このような多数の計算球体１は、変調光伝送を使用して、受光器および光伝送器２１，２２を経由して、互いに通信することができるようになる。
【００２３】
図３は、陰極４１及び陽極４２から電力を受ける処理チップ２を有する計算球体１を示しており、導線４３，４４によって、この陰極４１及び陽極４２に対し計算球体が電気的に接続されるようになる。陰極および陽極４１，４２は、ハウジング３の異なった球体表面に形成したくぼみ３１内に納められている。使用時に、計算球体１が電解液内に浸漬され、陰極および陽極４１，４２がこの電解液と反応して電流を発生し、処理チップ２に電力を供給するようになる。
【００２４】
図４は、１クラスタ（a cluster）の計算球体１の一例を示しており、全体積を最小限に抑えるように、これらの計算球体１は適切な容器（図示せず）内に配置されている。
【００２５】
図５は、別の球体クラスタ配置を示しており、この配置では、計算球体１は、直交する横列と縦列とに配置されている。
【００２６】
図６は、アレイ内の中央の計算球体１がそれに隣接する計算球体とどのようにして無線通信を実施するかを示している。上記のように、無線通信は、光を利用することができる。あるいは、無線或いは他の適当な電磁放射技術を使用してもよい。いうまでもなく、各計算球体１は少なくともそれに隣接しているいくつかの計算球体と通信できるし、放射技術の性質および強さによっては、多分１クラスタ内のすべての球体と通信できるようになるので、すべての計算球体１が、直接的にもは間接的にでも、互いに通信することができるようになり、これによって、組織化された処理がそれぞれの球体間で行われるようになる。そのいくつかの例を以下に説明する。
【００２７】
図７は、１クラスタの計算球体１を示していて、各計算球体１は光源５から電力を供給される。この場合、各計算球体１は、そのハウジング３内に、光源５から光を受け取ってそれをエネルギに変換するための感光装置５１を収容しており、処理チップ２に電力を供給するようになっている。図７に示されるオーバーヘッド型光源５に加えて、それ以上の光源を更に、図７で容器６内に押し込まれるように示してある球体１のクラスタ内に設けることもできる。
【００２８】
図８は、再び、容器６内の１クラスタの計算球体１を示している。この実施例においては、計算球体１は、冷却装置７からの冷却水を球体のクラスタを押し分けるように強制的に押し進めて循環させることによって冷却される。冷却水の供給流７１は、容器６の底部で提供されてから、返還流７２が容器６の頂部から取り出されて、冷却装置７へと戻される。
【００２９】
水に代わる冷却媒体としては、いかなる適切な流体をも使用し得る。計算球体１に対する電力を電気化学作用によって得る場合、たとえば、図３に示される実施例におけるように、冷却流体は、電解液としても機能し得る。空気であるとか他のガスも、液体に代わるものとして使用し得る。
【００３０】
図９は、各々が１クラスタの計算球体１で作られた３つのコンピュータ・デバイス１０１，１０２，１０３からなる球体式コンピュータ・システムを示している。球体式コンピュータ・デバイス１０１，１０２，１０３は、無線通信リンクによって互いに通信し合い、更に、入出力装置１０４と、表示装置１０５と、大量記憶装置（ディスク、テープその他）１０６と通信し合う。
【００３１】
あらゆる所望の計算能力を持つコンピュータ・デバイスが、二次元形態でも三次元形態でも、安価にかつ経済的に作られ得ることが、上記のことから明らかである。
【００３２】
データ処理要素２は、所望に応じて、すなわち、或る特定の用途に対して、精巧にしたり複雑にすることはできるが、一般的には、−  たとえば、球体ハウジング３内に直接埋め込むことができる単純な半導体チップとして大量生産される  −  非常に単純で安価な装置であるというのが好ましい。このようにすれば、計算球体１を大量に非常に安く容易に製造することができ、そして、コンピュータ・デバイス全体の電力は、この多数の計算球体１の相互作用から得られるようになる。
【００３３】
別の計算球体１が、異なった機能を果すデータ処理要素２を持っていてもよい。たとえば、データ処理要素２は、マイクロプロセッサ、メモリ、入出力装置、再構築可能な計算要素、汎用電子構成部品などを含む種々の装置から選択できる。たとえば、データ処理要素２は、マイクロプロセッサやメモリ装置の一部で構成され、プロセッサやメモリ装置全体が、複数の計算球体１によって構成される、というのでもよい。再構築可能な論理回路を使用して、複数の球体を１つのプロセッサに作り込んでもよい。
【００３４】
ハウジング３は、プラスチック材料で作ると好ましく、そして、特に光媒体による相互通信を使用する場合、ハウジング３の材料が、少なくとも半透明であり、好ましくは透明であるのがよい。
ハウジング３は球体形状であることが好ましいが、そうではなくて、たとえば直方体といったような、他の所望の形状でもよく、この場合には、ハウジングを相互に積み重ねることができる。したがって、いうまでもなく、この明細書では「球体(“balls”)」と言っているが、実際に使用できる場合には、他の形状にすることもできる。
【００３５】
計算要素１は互いにインターロックする必要が全くない、という点に留意することが重要である。計算要素は、所定の方向および位置で（特に平坦面を持っている場合には）並置できるが、好ましい組み立て方法は、計算球体１を大体において無造作に容器内にバラバラと注ぎ込んで、これらの球体が自動組織化方法で互いに通信するようにさせる。球体は、容器の内壁面によって、そして、球体の互い同士によって、ということ意外には、どのようにしても抑制されたり拘束されたりすることがないという意味合いにおいて、容器内にバラバラと大雑把に注ぎ込まれる。すなわち、球体は、容器内で「無造作に詰め込まれる」のである。
【００３６】
本発明の好ましい実施例は、三次元アレイまたはクラスタに計算球体１を含んでいるが、他の所望配置で計算球体を配置してもよい。したがって、たとえば、計算球体は、一次元アレイ（ライン）、二次元アレイ、三次元アレイ、或いはこれら配置を任意に組み合わせたアレイに、単独で組織化され得る。
【００３７】
上記の計算要素は、無線通信を実施するように配置される。すなわち、一般的に言って、計算球体は、真空或いは流体（液体または気体）媒体を通して相互通信するもので、計算球体との接触で外部の機械的電導体を用いることがない。
【００３８】
上記の計算要素は、電力の無線伝送ができるように配置される。すなわち、一般的に言って、電力は、真空または流体（液体または気体）媒体を通して計算要素に伝送されるもので、計算球体との接触で外部の機械的電導体を用いることがない。
【００３９】
これらの特徴により、計算要素がどのような相互並置状態にでも配置されることが可能になる。したがって、たとえば、上記したように、計算要素は容器の中へ注ぎ込んだりして配置されるが、この場合、計算要素はどのような無作為な方向をも採り得るもので、すなわち、容器は、無造作な並置状態になる計算要素で無秩序にバラバラに詰め入れられるようになる。
【００４０】
計算要素１は、所望に応じてホルダ内に配置することもできる。たとえば、計算要素は、鶏卵トレイまたは鶏卵ボックスの形態を有するような適切な容器内に設置することができ、（たとえば、可撓性ホルダ内での計算球体１の弾性係合と言ったような）実際的な保持特性の有無にかかわらず、そこから計算要素を簡単に取り出したり再設置したりすることができる。
【００４１】
一例において、計算球体１が二次元トレイの弾性ソケットと係合すると、ソケットの弾力性で計算球体を適所に確実に保持する一方で、引張力が十分であれば計算球体を簡単にソケットから引き抜いたりすることもでき、また、別の計算球体と取り替えたりすることもできる。このようなトレイは、互いに積み重ねられる。このやり方によって、計算球体の所定の並置状態を達成することができ、そして所望に応じて、計算球体を所定方向ににすることができる。
【００４２】
各々の二次元トレイには、それを貫通している２本の電導体が備えられていて、状況に応じて、隣接するトレイの同様の電導体と電気的接触するように配置されている。それ故、計算球体１には、外側接点（おそらくは、窪んでいる）を有し、電導体の電力を受け取るように電導体と電気的接続する。電導体は、また、計算球体間のコミュニケーション・バスとしても使用できる。あるいはまた、１つとか、２つとか、３つ、４つ、あるいはそれ以上の共通コミュニケーション・バスを設けてもよく、これらにすべての計算球体１が電気接続によって接続される。光媒体を介する計算球体間の通信に対しては、光ガイド（たとえば、プラスチック製）がトレイを貫通している。無線媒体を介する計算球体間の通信に対しては、導波管がトレイを貫通している。
【００４３】
計算球体１のような計算要素は、固体媒体内に埋め込まれるのであるが、この固体媒体は可撓性でも剛性でもよい。たとえば、可撓性の場合には半透明のゴム状媒体、剛性の場合には透明な固体プラスチック材料である。
【００４４】
上記のように、計算球体１は、無線通信を使用して互いに通信することができ、この例は、光の変調、電波等々として既に挙げられている。別の例としては、計算球体１は、隣接した計算球体１にある同様の接点と接続する小さい電気接点を備えられ得る。重要な特徴は、計算球体１は、プリント回路基板や他の相互接続配線を使用して相互に配線接続されているのではない、ということである。
【００４５】
光伝送を使用する場合には、通信距離を制限するために、ハウジング３の材料の光伝送特性が調節され得る。たとえば、ハウジング３は半不透明であってもよい。
【００４６】
典型的には、各球体は、通信目的に対しあらゆる方向に放射することができ、したがって、可能性としてはその球体周囲にあるどの球体とも通信できるようになる。
【００４７】
いくつかのデータ処理要素は通信センター（スイッチ）として作用し得るもので、他の計算球体１間のデータの送信経路を決定する。これを促進するために、光ガイドや別の電波ガイドを、球体クラスタの間を縫うように通してもよい。
【００４８】
図１０は、所定アレイの部分球面くぼみ又はソケット１０１が形成されたラック１０の形態になる、複数個の計算球体１用のホルダを示している。これらのくぼみ又はソケットは、この例では、直交二次元アレイとして配置されている。くぼみ１０１の他の配置も可能である。
【００４９】
図１１の断面図に示すように、計算球体１のハウジングは、くぼみ１０１内に機械的に係合し、計算球体１をラック１０内で適所に保持している。この目的のために、ラック１０には、或る程度の弾力性を有する材料で形成した本体部分１０２があるので、くぼみ１０１の壁が弾性変形し、手で計算球体１をくぼみ１０１の中に押し込んだりそこから引き出したりを行うことができるようになっている。くぼみ１０１は、半球形よりいくぶん大きく、計算球体１を保持するために１８０度以上の角度をなす。
【００５０】
図１１において、選択自由な光ガイド１０３が示してあり、これは、本体１０２を貫通していて、球体１間の通信を光媒体を介して促進する。別の選択自由な光ガイド１０４も示してあり、これは、くぼみ１０１内へ通してあって、更に直接的な光学通信を計算球体１にもたらす。符号１０３，１０４のような光ガイドは、くぼみ１０１すべてを通して或いはそれらに隣接して通過するように、相互に直角方向に延びている、ｘ−ｙアレイとして配置される。
【００５１】
先に述べたように、計算球体１間で無線通信を容易するために、光ガイド１０３，１０４の変形例として、導波管を使用することもできる。
【００５２】
図１２は、簡単な電力接点をどのようにして計算球体１に設けることができるかを示している。一対の電導体１０５，１０６が、ラック１０の本体１０２を貫通し、外部接点１０７および内部接触５１，５２で終端しており、これらの接点が、計算球体１の対応する接点６１、６２と電気接触を確立する。
接点５１，５２は、本体部分１０２において異なった深さで設けた環状接点であり、球体１上の接点６１，６２が、球体１の角度方向にかかわりなく、電気接触できるようになっている。
【００５３】
図１３は、互いに積み重ねた複数のラック１０を示しており、電気導線が、図１２に示される接点１０７間に電力接続をもたらす。この配置は、挿入または取り出しに対して計算球体１に容易にアクセスできるようにするために、個々のラック１０が、積み重ねから引っ張り出されたりアクセスされたりできるので、好ましい。
【００５４】
電力接続部は、計算球体１に直接設ける必要はない。ラック１０は、単に所定の並置状態に計算球体１を保持するために機能するだけでよい。計算「球体（“balls”）」１を異なった非対称形に作ったり、他のキー止め手段を設けたり、くぼみ４０１を対応する形状にしたりして、相互係合時に各々の計算「球体」１及びくぼみ１０１の独特な相対的な向きを得るのも好ましいかも知れない。
【００５５】
ラック１０と球体１間に、別のプラグ・ソケット接続部や、他の物理的な接続部を設けてもよい。たとえば、球体１にはソケットを形成して、たとえば、速離式押し込み嵌合またはスナップ嵌合方法で、ラック１０に設けたプラグまたはスピゴットを受け入れるよい。
【００５６】
上記のように、計算球体１は、アレイまたは必要な処理機能に自己組織化される。機能的な計算球体１は、欠陥のある計算球体１を特定して、作動中のアレイまたは処理機能からそれら欠陥をマッピングする。データ処理要素２は、手で構築することもできるし、自動ソフトウェアによって構成することもできる。この点に関しては、処理要素を所望の構造や機能に自動的に組織化するためのソフトウェア・プログラムは、当業者には周知のことであろう。再構築可能な論理回路を使用するのも役に立とうが，絶対に必要というわけではない。
【００５７】
システムにおける計算球体１はどのようなサイズでもよく、寸法的には種々のサイズにできる。所定の性能に対する物理的サイズを技術がどんどんと縮小し続けているので、サイズに関して正確な指標を示すのは難しい。しかしながら、現時点では、計算球体１は、直径５ミリメートル以上で、典型的には、直径１０〜５０ミリメートルの範囲であり、上限はないが、おそらくは最高は１００ミリメートルまでの直径を有し得ると予想される。
【００５８】
システムには、球体１の数は、１個に始まり幾つまでも使用することができる。多くのコンピュータ・デバイスによっては、１０個以上の計算球体１が必要となると予想される。相当ハイパワーのコンピュータ・デバイスの場合には、１メートル四辺を有する立方体（即ち、１立方メートルの体積）の容器では、各軸線に沿って直径１０ミリメートルの計算球体１を１０２個収容することができ、直交アレイにした場合には、計算球体が合計１０６個にもなり、あるいは占める体積を最小限にするために入れ子状にした場合には、更にもっと多くの計算球体を収容することができる。したがって、異なるパワーを持つコンピュータ・デバイスは、その中に計算球体１を数にして１０２個，１０３個，１０４個，１０５個，１０６個，１０７個，またそれ以上の数を収容できるようになる。
【００５９】
計算球体１は、電力使用量を減らすために非同期回路または自動調時回路を使用するので、コンピュータ・デバイス全体が軽電力化され、ほとんど熱を発生しない。
【００６０】
計算球体１に電力を供給するのに光を使用する代替物として、別の電磁放射、たとえば電磁波も、計算球体１にあって電磁放射を吸収してそれをデータ処理要素２のための電力に変換するという適切な受信機と共に、使用することができる。
【００６１】
上記のコンピュータ・デバイスは、直列処理及び並列処理の両問題を伴う汎用計算が解決されるようにする。コンピュータ・デバイスは、どのような計算分野においても利用できるのである。
【００６２】
たとえば、大規模並列処理マシンに対する具体的な用途には、
●  化学的模擬計算  −  たとえば、分子やタンパク質がどのように展開するかを計算すること。
●  ＣＦＤ  −  たとえば、材料における構造上の応力を計算すること。
●  心臓シミュレーション  −  たとえば、拍動している心臓を模型化すること。
●  脳シミュレーション  −  たとえば、神経細胞および神経細胞群の作用を模型化すること。
●  天気予報  −  たとえば、天候パターンを模型化すること。この場合、個々の球体が、大気の１領域を表す。
●  コンピュータ・シミュレーション  −  たとえば、大規模通信ネットワークのモデルを構築すること。
●  物理学  −  たとえば、核爆発の計算。
などがある。
【００６３】
球体が一緒に稼働して単一プロセッサを構成する場合の具体的な用途には、
●  軍用システムシステムがあり、これは非常に弾力的である必要がある。システム全体がまとめてカプセル化されれば、そのシステムは非常に強固となり得る。多数の再構築可能な要素を使用することにより、その中に冗長自由度が構築されるようになる。
【００６４】
再構築可能な並列処理マシンとしての用途には、
●  必要な操作に応じてその機能を変えることのできるプロセッサ。たとえば、システムは、プログラムの編集に対してマシンに特有であるように構成を行い、そして、最も状況に合わせてプログラムを稼働するように構成する。これは、再構築可能な技術の代表的な既存用途である。
●  児童が遊ぶ玩具として：  光出力（そして音声）も提供されて、球体が興味を引きつけるようにする。球体は、個々の処理ユニットとしても、１つのグループとしても作用し、そして、球体が動き回るにつれて隣接する球体同士へ反応してゆくだろう。
●  二次元／三次元ディスプレイ技術：  電解液および／または冷却流体が、透き通って見えるプラスチックのハウジング３と同じ屈折率を持っていた場合、流体内の１箱の計算球体は、処理要素のみを見せることになる。そして、各構成要素が光出力能力を有していて且つ充分に小さければ、これらの要素は、二次元または三次元のディスプレイを構築するのに利用され得る。
【００６５】
本発明の好ましい実施例の重要な特徴は、
●  データ処理要素２の簡潔さおよびハウジング３の簡潔さによる大量生産能力；
●  球体間に配線しないで簡潔な広範囲に及ぶプロセッサ間通信；
●  並列マシン（parallel machines）またはシングル・プロセッサ・マシン（single processor machines）の簡潔構造；  ボックスに注ぎ込むだけ。
●  三次元プロセッサの簡潔構造；  この取り組みは、大型アレイ或いは大型シングル・コンピュータの構造を簡単にし、全ての現行コンピュータに内在する固有の２次元設計から脱却する。
●  低コスト；  球体の大量生産と、（無線で）球体を相互接続するための簡単な方法ということにより、低コスト製造が可能になる。
ということを含む。
【００６６】
この明細書において、「からなる（または、含む）」という動詞は、通常の辞書的意味合いを有し、通常の包含ということを示している。すなわち、２つ以上の特徴を含むように「からなる（または、含む）」（またはその派生語）という単語を使用した場合、さらに別の特徴も含む可能性を排除するものではない。。
【００６７】
本明細書をお読みの方々は、本願に関して同等とみなされた優先権書類、及び本願と同時または本願に関する明細書より以前に出願された全ての論文及び文書、並びに、本明細書と共に公開された全ての論文および文書に注意を向けていただきたく、これら全ての論文および文書の内容は言及することでここに取り入れられるものである。
【００６８】
本明細書（添付の特許請求の範囲、要約書、図面を含む）で開示された全ての特徴、および／またはこのように開示された方法やプロセスのすべての諸工程は、このような特徴や工程の内の少なくとも或るもの同士が互いに相いれない場合の組み合わせを除いて、どのような組み合わせにおいても組み合わせることができるものである。
【００６９】
この明細書（添付した特許請求の範囲、要約書、図面を含む）に開示された各特徴は、特に断らない限り、同様な、均等な、或いは類似の目的を果たす代替特徴に置き換えられ得る。したがって、特に断らない限り、開示された各特徴は、包括的な一連の均等特徴或いは類似特徴のほんの一例にすぎない。
【００７０】
本発明は、前述の実施例（単数または複数）の詳細に限定されるものではない。本発明は、この明細書（添付した特許請求の範囲、要約書、図面を含む）において開示された特徴の内の、１つの新規な特徴に、あるいは新規な特徴を組み合わせたものに及び、或いは、このように開示された方法またはプロセスの諸工程の内の、１つの新規な特徴或いは新規な組み合わせにも及ぶものである。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】球体に埋め込んだデータ処理要素からなる計算要素を示している。
【図２】光通信手段を有するデータ処理装置を収容する球体の概略図である。
【図３】球体の表面上にあるくぼみ内にあり、データ処理チップに接続している、バッテリー・プレートをいくつか例示した計算要素を示している。
【図４】１クラスタの計算要素球体の一例を示している。
【図５】別の球体クラスタ配置を示している。
【図６】球体クラスタ配置での、中央球体に最も近接した球体に対する、無線通信の一例を示している。
【図７】光を用いて、球体クラスタ配置内のデータ処理要素に電力を供給する例を示している。
【図８】球体クラスタ配置の強制的水冷状態を示している。
【図９】多数の球体コンピュータと、ディスプレイ、大容量記憶装置、そして入出力装置（これらはすべて無線相互通信で相互接続されている）を収容している球体コンピュータ・システムを示している。
【図１０】計算球体を保持するためのラックを示している。
【図１１】１つの構成配置として、図１０のラックの一部を、計算球体と共に示す断面図である。
【図１２】別の構成配置になる、図１０のラックの一部を、計算球体と共に示す断面図である。
【図１３】図１０に示すようなラックが積み重ねられているのを示しており、計算球体が適所に収まっている。
【図１】
2005502953.tif 000003
【図２】
2005502953.tif 000004
【図３】
2005502953.tif 000005
【図４】
2005502953.tif 000006
【図５】
2005502953.tif 000007
【図６】
2005502953.tif 000008
【図７】
2005502953.tif 000009
【図８】
2005502953.tif 000010
【図９】
2005502953.tif 000011
【図１０】
2005502953.tif 000012
【図１１】
2005502953.tif 000013
【図１２】
2005502953.tif 000014
【図１３】
2005502953.tif 000015
【国際公開パンフレット】
2005502953.tif 000016
2005502953.tif 000017
2005502953.tif 000018
2005502953.tif 000019
2005502953.tif 000020
2005502953.tif 000021
2005502953.tif 000022
2005502953.tif 000023
2005502953.tif 000024
2005502953.tif 000025
2005502953.tif 000026
2005502953.tif 000027
2005502953.tif 000028
2005502953.tif 000029
2005502953.tif 000030
2005502953.tif 000031
2005502953.tif 000032
2005502953.tif 000033
2005502953.tif 000034
2005502953.tif 000035
2005502953.tif 000036
2005502953.tif 000037
2005502953.tif 000038
2005502953.tif 000039
2005502953.tif 000040
2005502953.tif 000041
2005502953.tif 000042
2005502953.tif 000043
2005502953.tif 000044
2005502953.tif 000045
2005502953.tif 000046
2005502953.tif 000047
2005502953.tif 000048
2005502953.tif 000049
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005502953.tif 000050
2005502953.tif 000051
【国際調査報告】
2005502953.tif 000052
2005502953.tif 000053
2005502953.tif 000054