Zašto su moderna računala toliko bolja od starih? Jedno objašnjenje odnosi se na ogroman broj napretka koji se dogodio u snazi mikroprocesiranja u posljednjih nekoliko desetljeća. Otprilike svakih 18 mjeseci udvostručuje se broj tranzistora koji se mogu ugurati u integrirani krug.
Ovaj trend prvi je uočio 1965. Intelov suosnivač Gordon Moore, a popularno ga nazivaju "Mooreov zakon.” Rezultati su potaknuli tehnologiju naprijed i pretvorili je u industriju vrijednu bilijune dolara, u kojoj nezamislivo snažni čipovi mogu se naći u svemu, od kućnih računala do autonomnih automobila do pametnog kućanstva uređaja.
Preporučeni videozapisi
Ali Mooreov zakon možda neće moći trajati beskonačno. Industriji visoke tehnologije moglo bi se svidjeti priča o eksponencijalnom rastu i digitalno vođenom "kraju". oskudica", ali postoje fizička ograničenja mogućnosti stalnog smanjivanja veličine komponenti čip.
Što je Mooreov zakon?
Mooreov zakon je zapažanje Intelovog suosnivača Gordona Moorea 1965. Kaže da se otprilike svakih 18 mjeseci broj tranzistora koji se mogu ugurati u integrirani krug udvostruči.”
Već su milijarde tranzistora na najnovijim čipovima nevidljive ljudskom oku. Ako bi se Mooreov zakon nastavio do 2050., inženjeri će morati izgraditi tranzistore od komponenti koje su manje od jednog atoma vodika. Tvrtkama je također sve skuplje držati korak. Izgradnja pogona za proizvodnju novih čipova košta milijarde.
Kao rezultat ovih čimbenika, mnogi ljudi predviđaju da će Mooreov zakon prestati raditi u ranim 2020-ima, kada će čipovi imati komponente koje su udaljene samo oko 5 nanometara. Što se događa nakon toga? Zaustavlja li se tehnološki napredak, kao da smo danas zaglavili koristeći isto računalo s Windows 95 koje smo imali prije nekoliko desetljeća?
Ne baš. Evo sedam razloga zašto kraj Mooreova zakona neće značiti i kraj računalnog napretka kakvog poznajemo.
Mooreov zakon neće završiti 'tek tako'
Zamislite katastrofu koja bi nas zadesila kada bi sutra zakon termodinamike ili tri Newtonova zakona gibanja prestali funkcionirati. Mooreov zakon, unatoč svom nazivu, nije univerzalni zakon te vrste. Umjesto toga, to je vidljiv trend poput činjenice da Michael Bay ima tendenciju izdavanja novog transformatori film ljeti — osim, znate, dobro.
Dva Intel 8080 čipa iz 1970-ih (gore lijevo), Intel 486 i Pentium iz 1989. i 1992. (gore desno), Dual-Core Xeon Processor 5100 iz 2006. i i7 8. generacije iz 2017.
Zašto ovo spominjemo? Jer Mooreov zakon neće samo tako završiti kao da netko isključi gravitaciju. Samo zato što više nemamo udvostručenje tranzistora na čipu svakih 18 mjeseci ne znači da će napredak potpuno stati. To samo znači da će se brzina poboljšanja dogoditi nešto sporije.
Zamislite ga kao ulje. Dobili smo lako dostupne stvari na površini, sada moramo koristiti tehnologije poput frackinga kako bismo dobili pristup resursima koje je teže dobiti.
Bolji algoritmi i softver
Sjetite se onih NFL ili NBA zvijezda koje zarađuju toliko novca da ne moraju brinuti hoće li njihova postojeća ušteđevina trajati duže. To je pomalo neuredna, ali još uvijek relevantna metafora za odnos između Mooreova zakona i softvera.
Istiskivanje više performansi iz istih čipova postat će puno veći prioritet.
Iako postoji prekrasno kodiran softver, puno vremena programeri nisu morali previše brinuti o racionalizaciji njihov kod kako bi bio manje trom iz godine u godinu jer znaju da će ga računalni procesori sljedeće godine moći pokretati bolje. Međutim, ako Mooreov zakon više ne donosi isti napredak, na ovaj se pristup više ne možemo pouzdati.
Istiskivanje veće performanse softvera iz istih čipova stoga će postati puno veći prioritet. Što se tiče brzine i učinkovitosti, to znači stvaranje boljih algoritama. Osim brzine, nadamo se da će to značiti elegantniji softver s velikom razinom fokusa na korisničko iskustvo, izgled i dojam i kvalitetu.
Čak i kad bi Mooreov zakon sutra prestao funkcionirati, optimizacija današnjeg softvera svejedno bi osigurala godine, ako ne i desetljeća rasta - čak i bez hardverskih poboljšanja.
Više specijaliziranih čipova
Uz to rečeno, jedan od načina na koji dizajneri čipova mogu prevladati usporavanje napretka u čipovima opće namjene je da umjesto toga naprave sve više specijaliziranih procesora. Grafičke procesorske jedinice (GPU) samo su jedan primjer toga. Prilagođeni specijalizirani procesori također se mogu koristiti za neuronske mreže, računalni vid za samovozeći automobili, prepoznavanje glasai uređaji za Internet stvari.
Kako Mooreov zakon usporava, proizvođači čipova će pojačati proizvodnju specijaliziranih čipova. GPU-ovi, na primjer, već su pokretačka snaga za računalni vid u autonomnim automobilima i infrastrukturnim mrežama od vozila.
Ovi posebni dizajni mogu se pohvaliti nizom poboljšanja, kao što su veće razine performansi po vatu. Tvrtke koje skaču na ovu prilagođenu liniju uključuju tržišnog lidera Intel, Google, Wave Computing, Nvidia, IBM, i više.
Baš kao i bolje programiranje, usporavanje napretka u proizvodnji tjera dizajnere čipova da budu promišljeniji kada je u pitanju smišljanje novih arhitektonskih otkrića.
Ne radi se više samo o čipsu
Mooreov zakon rođen je sredinom 1960-ih, četvrt stoljeća prije nego što je računalni znanstvenik Tim Berners-Lee izumio World Wide Web. Iako je teorija od tada ostala istinita, također je manje potrebe za oslanjanjem na lokaliziranu obradu u doba povezanih uređaja. Naravno, mnoge funkcije na računalu, tabletu ili pametni telefon obrađuju se na samom uređaju, ali sve veći broj nije.
S računalstvom u oblaku velik dio teškog posla može se obaviti negdje drugdje.
Računalstvo u oblaku znači da se veliki dio teških poslova za velike računalne probleme može obaviti negdje drugdje podatkovnih centara, koristeći masivne paralelne sustave koji koriste mnogo, mnogo puta veći broj tranzistora u običnom jednom Računalo. To posebno vrijedi za A.I. intenzivne zadatke, kao što su pametni pomoćnici koje koristimo na svojim uređajima.
Izvršavanjem ove obrade na drugom mjestu i vraćanjem odgovora na vaš lokalni stroj kad bude izračunato, strojevi mogu postati eksponencijalno pametniji bez potrebe da mijenjaju svoje procesore svakih 18 mjeseci ili tako.
Novi materijali i konfiguracije
Silicijska dolina zaslužila je svoje ime s razlogom, ali istraživači su zaokupljeni istraživanjem budućih čipova koji bi mogli biti izrađeni od materijala koji nisu silicij.
Na primjer, Intel radi nevjerojatan posao s tranzistorima koji su izgrađeni u višem 3D-u uzorak umjesto ravnog postavljanja kako biste eksperimentirali s različitim načinima pakiranja tranzistora u krug odbor. Drugi materijali poput onih temeljenih na elementima iz trećeg i petog stupca periodnog sustava mogli bi preuzeti silicij jer su bolji vodiči.
Trenutačno nije jasno hoće li ove tvari biti prilagodljive ili pristupačne, ali s obzirom na kombiniranu stručnost najbolji u tehnološkoj industriji - i poticaj koji će ići uz to - sljedeći poluvodički materijal mogao bi biti vani čekajući.
Kvantno računalstvo
Kvantno računalstvo je vjerojatno "najčešća" ideja na ovom popisu. Također je i najuzbudljiviji. Kvantna računala su trenutno eksperimentalna i vrlo skupa tehnologija. Oni su različite životinje od binarnih digitalnih elektroničkih računala koja poznajemo, a koja se temelje na tranzistorima.
Umjesto kodiranja podataka u bitove koji su ili 0 ili 1, kvantno računalstvo se bavi kvantnim bitovima, koji mogu biti 0, 1, i 0 i 1 u isto vrijeme. Duga priča? Ove superpozicije mogle bi kvantna računala učiniti puno bržima i učinkovitijima od trenutno postojećih mainstream računala.
Izrada kvantnih računala nosi mnogo izazova (trebaju ih držati nevjerojatno hladnima kao prvo). Međutim, ako inženjeri uspiju riješiti ovaj problem, možda bismo mogli pokrenuti ogroman napredak toliko brzom brzinom da bi se Gordonu Mooreu zavrtjelo u glavi.
Stvari kojih se još ne možemo sjetiti
Vrlo malo ljudi bi predvidjelo pametne telefone u 1980-ima. Ideja da bi Google postao div kakav jest ili da bi to bila web stranica za e-trgovinu poput Amazona na putu da postane prva tvrtka s vrijednošću od 1 trilijun dolara zvučalo bi ludo početkom devedesetih.
Poanta je da, kada je u pitanju budućnost računalstva, nećemo tvrditi da točno znamo što je iza ugla. Da, trenutno kvantno računalstvo izgleda kao velika dugoročna računalna nada nakon Mooreovog zakona, ali velike su šanse da će za nekoliko desetljeća računala izgledati potpuno drugačije od onih koje koristimo danas.
Bilo da se radi o novim konfiguracijama strojeva, čipovima izrađenim od posve novih materijala ili novim vrstama subatomskih istraživanja koja otvaraju nove načine pakiranja tranzistora na čipove, vjerujemo da će budućnost računalstva - sa svom domišljatošću koju uključuje - biti A-u redu.
Preporuke urednika
- Nova kardiologija A.I. zna hoćeš li uskoro umrijeti. Liječnici ne mogu objasniti kako to funkcionira
