Троичные чипы: ждем пробуждения спящей красавицы электроники
В обычном компьютере один бит хранится в ячейке с двумя устойчивыми состояниями. Инженеры называют такую ячейку триггером, по-английски flip-flop. У троичного бита, трита, состояний три — и по аналогии такую ячейку иногда называют трифлопом, flip-flap-flop. Именно трифлоп — герой этой статьи.
Идея старше компьютеров
Задолго до появления компьютеров, в 1920 году, польский логик Ян Лукасевич построил математику трёхзначной логики: систему, в которой кроме «истина» и «ложь» есть третье значение. Это была чистая теория, философское уточнение того, из каких кирпичиков вообще можно строить логику.
Первая попытка, но ещё не трифлоп
В 1956 году академик Сергей Соболев в Московском университете задумал простую и недорогую вычислительную машину для школ, лабораторий и конструкторских бюро. Собранная вокруг него команда молодых инженеров и программистов взялась за дело, и в декабре 1958 года машина была готова.
Это была «Сетунь» — ламповая машина со словом в 18 тритов, а троичные значения в ней хранили ферритовые сердечники. Скорость: около 4800 операций сложения в секунду. В своём классе «Сетунь» превосходила двоичные аналоги того времени: надёжнее, компактнее, дешевле. С 1961 по 1965 год завод в Казани серийно выпустил около пятидесяти таких машин.
Но настоящего трифлопа в «Сетуни» не было. Один ферритовый сердечник сам по себе умеет удерживать только два устойчивых состояния — направление намагниченности по часовой стрелке или против, это обычная бинарная ячейка, физический аналог бита. Чтобы получить трит, Брусенцов брал не один такой сердечник, а пару. Два бинарных элемента вместе дают уже четыре возможных сочетания, и для представления значений −1, 0 и +1 использовали только три из них, а четвёртое оставалось про запас. По сути это четырёхстабильное устройство, приспособленное для троичной арифметики, и из-за этого схема получалась примерно на четверть менее экономной по железу, чем была бы чистая двоичная. Диоды дальше выпрямляли и обрабатывали получившийся сигнал.
Трит здесь — не свойство одного физического элемента, а результат комбинирования двух бинарных элементов. Тот же самый приём через шестьдесят лет повторит BitNet, только место пары сердечников займут обычные двоичные числа, из которых складывают троичный вес.
Настоящей троичности у отдельного элемента пока нет: её каждый раз собирают снаружи, из деталей, у которых своих состояний всего два.
Почему «Сетунь» исчезла
Машина не проиграла техническому конкурсу. Советский Союз перешёл на двоичные машины ради совместимости с остальным вычислительным миром, который уже прочно встал на путь двоичной логики. Похожий сюжет разыграется позже с бытовыми видеомагнитофонами: формат Betamax многие инженеры считали технически более удачным, чем VHS, но рынок выбрал не лучшее, а то, вокруг чего сложилась большая экосистема. Хорошие, качественные технологии часто проигрывают гонку на выживание именно по этой причине.
Спящая красавица засыпает
После остановки производства «Сетуни» в 1965 году наступает долгая пауза. Следующие сорок лет, вплоть до середины 2000-х, о троичных вычислениях выходят лишь редкие академические статьи, а трифлоп в железе больше никто не строит.
У двоичной технологии, кстати, была своя точно такая же пауза. В 1922 и 1923 годах советский изобретатель Олег Лосев открыл эффект усиления сигнала в точечном контакте с кристаллом — по сути прообраз транзистора, за двадцать пять лет до того, как это независимо повторят в Bell Labs. Открытие Лосева почти никто не подхватил, сам он погиб в блокадном Ленинграде, а на Западе о его работе почти не знали. Четверть века идея пролежала невостребованной.
Технология не просыпается сама
Сон трифлопа — это не какое-то уникальное невезение, а узнаваемый паттерн технологического развития: технология по-настоящему разгоняется не от красоты идеи, а от того, что кто-то готов за это платить. Без такого спроса даже верная идея может десятилетиями лежать нетронутой.
Показательный пример — технология точного прогноза землетрясений TRON, основанная на способности животных заранее чувствовать подземные толчки. Она существует с 2011 года, но за пятнадцать лет так и не вышла за пределы пилотных экспериментов: не потому что идея ошибочна, а потому что не нашлось денег на её полноценную проверку.
Классический пример из истории самой двоичной электроники — другой: именно военный заказ времён Второй мировой войны, потребность в надёжных радарах, профинансировал масштабную очистку кремния и германия до чистоты, необходимой для серийных приборов. Больше тридцати институтов в США получили на это средства — и без такого заказа не было бы транзистора 1947 года в том виде, в каком он появился. Идеи, лежащие в его основе, тоже существовали задолго до войны: не хватало именно спроса, достаточно большого, чтобы оправдать вложения.
Бинарная ячейка → 2 состояния → бит → триггер.
Троичная ячейка → 3 состояния → трит → трифлоп.
Пробуждение
Троичные вычисления начинают просыпаться примерно с середины 2000-х: в норвежском университете USN складывается небольшая, но постоянная исследовательская группа, посвящённая именно этой теме. В 2019 году выходит статья о туннельной троичной схеме на обычной технологии производства чипов — первая серьёзная попытка обойти старые технологические трудности. Вскоре появляется патентная заявка на троичный ускоритель для искусственного интеллекта с заявленным огромным выигрышем по энергии.
А дальше разгон резко ускоряется. В апреле 2025 года Microsoft выпускает языковую модель с троичными весами, работающую на обычном процессоре — правда, ещё без настоящего трифлопа внутри: троичность там опять имитируют на двоичном железе, совсем как когда-то в «Сетуни». В марте 2026 года независимый исследователь Клаудио Ла Роза публикует собственный процессор на программируемой микросхеме: двадцать четыре трита, сбалансированная арифметика, полноценный набор команд. О работе пишут Hackaday и The Register. В том же году энтузиасты на конференции FOSDEM собирают собственный троичный компьютер с нуля. А в конце августа 2026 года выходит статья о первой монолитной троичной схеме, выращенной на целой кремниевой пластине, где настоящий физический трифлоп напрямую связан с работающей нейросетью.
За последние семь лет вышло больше значимых работ по троичным вычислениям, чем за предыдущие сорок.
Хронология
- 1920Ян Лукасевич строит математику трёхзначной логики.
- 1956–1958Команда Сергея Соболева собирает «Сетунь».
- 1961–1965Серийный выпуск в Казани: около пятидесяти машин.
- 1965Производство остановлено. Начинается сорокалетняя пауза.
- 2000-еИсследовательская группа в университете USN, Норвегия.
- 2019Статья о туннельной троичной схеме на стандартном техпроцессе.
- Апрель 2025Microsoft: языковая модель с троичными весами на обычном CPU.
- Март 2026Клаудио Ла Роза: процессор на 24 трита на программируемой микросхеме.
- 2026FOSDEM: самодельный троичный компьютер с нуля.
- Август 2026Первая монолитная троичная схема: физический трифлоп напрямую связан с нейросетью.
Сравнение
| Свойство | Триггер (бит) | Трифлоп (трит) |
|---|---|---|
| Устойчивых состояний | 2 | 3 |
| Значения | 0, 1 | −1, 0, +1 |
| Информация на элемент | 1 бит | ≈ 1,585 бита |
| В «Сетуни» | 1 ферритовый сердечник | 2 сердечника + диоды |
| Статус в железе | промышленный стандарт | опытные образцы, 2026 |
Что изменилось
Сорок лет молчания после «Сетуни» закончились не потому, что кто-то наконец придумал, как удержать третье устойчивое состояние: эти идеи витали десятилетиями, и часть из них была известна ещё при жизни самой «Сетуни». Они закончились потому, что рост искусственного интеллекта создал ровно такой же по силе запрос, каким когда-то был военный заказ на радар: колоссальный и растущий счёт за электричество, который кто-то готов оплатить — лишь бы его снизить.
.jpg)
.jpg)