Сказати, що комп’ютери розвиваються неймовірно швидко – нічого не сказати. Ще в 1965 році Гордон Мур відзначив, що число транзисторів, які можна вмістити на кремнієвий чіп, щороку збільшується вдвічі. Ці маніакальні темпи трохи сповільнилися – тепер подвоєння відбувається приблизно раз на два роки.
Поінформованість про запаморочливу швидкість, з якою розвиваються комп’ютерні технології, просочилася в суспільну свідомість. Хто ще не чув жарт про те, що якщо купити комп’ютер в магазині, він застаріє до того часу, як ви довезете його додому? Що буде з комп’ютерами в майбутньому?
Якщо припустити, що виробництво мікропроцесорів буде жити за законом Мура, обчислювальна потужність наших комп’ютерів повинна подвоюватися кожні два роки. Виходить, через 100 років комп’ютери будуть в 1 125 899 906 842 624 рази потужнішими, ніж сьогодні. Це важко уявити.
Але навіть сам Гордон Мур застерігав від того, що закон Мура протримається так довго. У 2005 році інженер сказав, що транзистори досягнуть атомарних масштабів, і ми зіткнемося з фундаментальними бар’єрами, які не зможемо перетнути. Потім ми не зможемо вмістити більше транзисторів в точку простору.
Можливо, ми зможемо обійти цей бар’єр за рахунок будівництва більш великих процесорних чипів. Але транзистори ґенерують тепло, а гарячі процесори призводять до того, що комп’ютер відключається. Комп’ютерам з швидкими процесорами потрібні ефективні системи охолодження, щоб уникнути перегріву. Чим більший процесорний чіп, тим більше тепла комп’ютер буде виробляти при роботі на повній швидкості.
Читайте також: Кінець комп’ютерної епохи?
Інша тактика – перейти до багатоядерної архітектури. Багатоядерний процесор розподіляє свою обчислювальну потужність на кожне з ядер. Вони добре справляються з завданнями, які можна розбити на менші компоненти, але погано справляються з обробкою великих обчислювальних завдань, які розбити не можна.
Комп’ютери майбутнього, можливо, будуть спиратися абсолютно на іншу модель, ніж традиційні машини. Що якщо ми відмовимося від старих процесорів на базі транзисторів?
Оптичні, квантові і ДНК -комп’ютери
Оптоволокнисті технології вже почали революцію в світі комп’ютерів. Оптоволокнисті лінії передачі даних несуть інформацію з неймовірною швидкістю і не страждають від електромагнітних перешкод, як звичайні класичні кабелі. Що якщо побудувати комп’ютер, який використовує світло для передачі інформації замість електрики?
Однією з переваг буде те, що оптична або фотонна система буде генерувати менше тепла, ніж традиційний електронний процесор на базі транзисторів. Ці дані також будуть передаватися з більшою швидкістю. Однак інженерам ще належить розробити компактний оптичний транзистор, який можна випустити на масовий ринок. Вчені з ETH Zurich змогли побудувати оптичний транзистор розміром з одну молекулу. Але щоб система стала ефективною, вченим треба охолодити молекулу до мінус 272 градусів Цельсія, або 1 градуса Кельвіна. Це ненабагато тепліше, ніж глибокий космос. І це не зовсім практично для звичайного користувача комп’ютера.
Читайте також: Створено чіп з надзвичайно малим споживанням енергії
Фотонні транзистори можуть стати частиною квантового комп’ютера. На відміну від традиційних комп’ютерів, які використовують двійковий код або біти для виконання операцій, квантові комп’ютери використовують квантові біти або кубіти. Кубіт може бути 0,1 або чимось між ними одночасно.
Робочий квантовий комп’ютер зможе вирішувати великі завдання, які можуть бути розділені на менші, в кілька разів швидше традиційних комп’ютерів. Вся «фішка» в проблемі розпаралелювання. Однак квантові комп’ютери за своєю природою нестабільні. Якщо квантовий стан комп’ютера порушиться, машина повернеться до обчислювальної потужності звичайного комп’ютера. І як і оптичні передавачі, зібрані силами ETH Zurich, квантові комп’ютери здатні працювати при декількох градусах вище абсолютного нуля, щоб зберегти свій квантовий стан.
Можливо, майбутнє комп’ютерів лежить всередині нас. Команди комп’ютерних вчених працюють над створенням комп’ютерів, що використовують ДНК для обробки інформації. Таке поєднання інформатики та біології може прокласти шлях до наступного покоління комп’ютерів. ДНК – комп’ютер володіє певними перевагами в порівнянні з традиційними машинами. Наприклад, ДНК – це поширений і недорогий ресурс. Якщо ми виявимо спосіб використання ДНК в якості інструменту обробки даних, вона може зробити революцію в комп’ютерній сфері.
Розподілені обчислення
Популярна у фантастиці тема – це розподілені обчислення. У такому майбутньому комп’ютери будуть настільки малі і широко поширені, що будуть практично скрізь. Можливо, у вашій підлозі будуть встановлені датчики, які постійно стежать за вашим фізичним здоров’ям. Комп’ютери у вашій машині допоможуть вам дістатися до роботи. Комп’ютери відстежуватимуть кожен ваш крок.
Це бачення майбутнього одночасно і хвилює, і лякає. З одного боку, комп’ютерні мережі стануть настільки надійними, що ми завжди будемо мати швидкий і надійний доступ до Інтернету. Ви зможете спілкуватися з ким завгодно незалежно від того, де перебуваєте – в метро або на безлюдному острові. З іншого боку, це створює додаткові можливості для стеження за вами.
Читайте також: Китайці підключать світ до Інтернету за допомогою лампочок
За останні десять років у сфері розподіленого обчислення було зроблено дуже багато чого. 4G, LTE, WiMAX розширюють Мережа далеко за межі дротових машин. За допомогою смартфона можна, якщо постаратися, отримати доступ до петабайт інформації в лічені секунди. Біометричні пристрої розвиваються і стають все популярнішими.
Ми також побачимо перетворення в технологіях користувача інтерфейсу. В даний час більшість комп’ютерів покладаються на фізичні вхідні дані, таких як комп’ютерних мишей, клавіатур, тачпадів та інших сенсорних поверхонь. Також розвиваються різні інтерфейси, які дозволяють людям управляти комп’ютером рухом очей, голосом або навіть силою думки. Хто знає, що буде завтра? Можливо, комп’ютери майбутнього будуть знати всі наші бажання.
Уявити, що буде через 100 років, вкрай складно. Технічний прогрес не розвивається лінійно. За десятиліттями прогресу слідують моменти, в яких ми схожі на сліпих кошенят. З іншого боку, ми можемо провести чітку різницю між комп’ютерами і людьми сьогоднішнього дня і 100 років тому. Адже ми стали краще, чи не так?
Натхнення: hi-news.ru