Зашто су савремени рачунари много бољи од старих? Једно објашњење се односи на огроман број напретка који се догодио у микропроцесорској моћи у последњих неколико деценија. Отприлике сваких 18 месеци, број транзистора који се могу угурати у интегрисано коло се удвостручује.
Овај тренд је први пут уочио 1965. године суоснивач Интела Гордон Мооре, а популарно се назива „Муров закон.” Резултати су покренули технологију напред и трансформисали је у индустрију вредну трилионе долара, у којој незамисливо моћни чипови могу се наћи у свему, од кућних рачунара преко аутономних аутомобила до паметног домаћинства уређаја.
Препоручени видео снимци
Али Муров закон можда неће моћи да траје бесконачно. Индустрији високе технологије би се могло допасти прича о експоненцијалном расту и дигитално вођеном „крају оскудица“, али постоје физичка ограничења за способност континуираног смањивања величине компоненти чип.
Шта је Муров закон?
Муров закон је запажање које је изнео суоснивач Интела Гордон Мур 1965. године. У њему се наводи да се отприлике сваких 18 месеци удвостручује број транзистора који се могу угурати у интегрисано коло.
Милијарде транзистора на најновијим чиповима већ су невидљиве људском оку. Ако се Муров закон настави до 2050. године, инжењери ће морати да праве транзисторе од компоненти које су мање од једног атома водоника. Такође је све скупље да компаније буду у току. Изградња фабрика за нове чипове кошта милијарде.
Као резултат ових фактора, многи људи предвиђају да ће Муров закон нестати почетком 2020-их, када ће чипови имати компоненте које су удаљене само око 5 нанометара. Шта се дешава после тога? Да ли се технолошки напредак зауставља, као да смо данас заглављени користећи исти Виндовс 95 ПЦ који смо поседовали пре неколико деценија?
Не баш. Ево седам разлога зашто крај Муровог закона неће значити крај напретка рачунарства каквог познајемо.
Муров закон се неће завршити „тек тако“
Замислите каква би нас катастрофа задесила да сутра престану да функционишу закон термодинамике или три Њутнова закона кретања. Муров закон, упркос свом имену, није универзални закон ове врсте. Уместо тога, приметан је тренд попут чињенице да Мајкл Беј има тенденцију да објави нови Трансформерс филм лети - осим, знате, добро.
Два Интел 8080 чипа из 1970-их (горе лево), Интел 486 и Пентиум из 1989. и 1992. (горе десно), Дуал-Цоре Ксеон процесор 5100 из 2006. и и7 8. генерације из 2017.
Зашто ово износимо? Зато што се Муров закон неће завршити као да неко искључи гравитацију. Само зато што више немамо удвостручавање транзистора на чипу сваких 18 месеци не значи да ће се напредак потпуно зауставити. То само значи да ће се брзина побољшања дешавати нешто спорије.
Замислите то као уље. Добили смо ствари које су лако доступне на површини, сада морамо да користимо технологије као што је фрацкинг да бисмо добили приступ ресурсима које је теже добити.
Бољи алгоритми и софтвер
Помислите на оне НФЛ или НБА звезде које зарађују толико новца да не морају да брину да ће њихова постојећа уштеђевина трајати дуже. То је помало збркана, али ипак релевантна метафора за однос између Муровог закона и софтвера.
Истицање веће перформансе из истих чипова ће постати много већи приоритет.
Иако постоји дивно кодиран софтвер, многи програмери нису морали превише да брину о рационализацији њихов код како би био мање спор из године у годину јер знају да ће рачунарски процесори следеће године моћи да га покрећу боље. Међутим, ако Муров закон више не доноси исти напредак, на овај приступ се више не може ослонити.
Извлачење више софтверских перформанси из истих чипова ће стога постати много већи приоритет. За брзину и ефикасност, то значи стварање бољих алгоритама. Осим брзине, надамо се да ће то значити елегантнији софтвер са великим нивоом фокуса на корисничко искуство, изглед и осећај и квалитет.
Чак и када би се Муров закон завршио сутра, оптимизација данашњег софтвера би и даље обезбедила године, ако не и деценије, раста - чак и без побољшања хардвера.
Више специјализованих чипова
Уз то, један од начина да дизајнери чипова превазиђу успоравање напретка у чиповима опште намене је да уместо тога направе све специјализованије процесоре. Јединице за графичку обраду (ГПУ) су само један пример овога. Прилагођени специјализовани процесори се такође могу користити за неуронске мреже, компјутерски вид за самовозећи аутомобили, препознавање гласа, и Интернет оф Тхингс уређаја.
Како се Муров закон успорава, произвођачи чипова ће повећати производњу специјализованих чипова. ГПУ, на пример, већ су покретачка снага за компјутерски вид у аутономним аутомобилима и од возила до инфраструктурних мрежа.
Ови специјални дизајни могу се похвалити низом побољшања, као што су већи нивои перформанси по вату. Компаније које скачу на ову прилагођену групу укључују лидера на тржишту Интел, Гоогле, Ваве Цомпутинг, Нвидиа, ИБМ и још много тога.
Баш као и боље програмирање, успоравање напретка у производњи приморава дизајнере чипова да буду пажљивији када је у питању смишљање нових архитектонских открића.
Више се не ради само о чиповима
Муров закон је рођен средином 1960-их, четврт века пре него што је компјутерски научник Тим Бернерс-Ли измислио светску мрежу. Иако је теорија од тада истинита, постоји и мање потребе да се ослањамо на локализовану обраду у доба повезаних уређаја. Наравно, многе функције на вашем рачунару, таблету или смартфон се обрађују на самом уређају, али све већи број није.
Са рачунарством у облаку, велики део тешког рада може да се обави негде другде.
Рачунарство у облаку значи да се велики део тешког дизања великих рачунарских проблема може обавити негде другде у великим центара података, који користе масивно паралелне системе који користе много, много пута већи број транзистора у обичном појединачном рачунар. То посебно важи за А.И. интензивне задатке, као што су паметни асистенти које користимо на нашим уређајима.
Ако се ова обрада изврши на другом месту, а одговор се врати на вашу локалну машину када буде израчунато, машине могу постати експоненцијално паметније без потребе да мењају своје процесоре сваких 18 месеци или тако.
Нови материјали и конфигурације
Силицијумска долина је добила своје име с разлогом, али истраживачи су заузети истраживањем будућих чипова који би могли бити направљени од материјала који није силицијум.
На пример, Интел ради невероватан посао са транзисторима који су уграђени у 3Д шаблон уместо да се поставља равно да експериментише са различитим начинима паковања транзистора у коло одбор, табла. Други материјали као што су они засновани на елементима из треће и пете колоне периодног система могли би да преузму од силицијума јер су бољи проводници.
Тренутно није јасно да ли ће ове супстанце бити скалабилне или приступачне, али с обзиром на комбиновану стручност најбоља технолошка индустрија - и подстицај који ће ићи уз то - следећи полупроводнички материјал би могао бити тамо чекајући.
Квантно рачунарство
Квантно рачунарство је вероватно „највише“ идеја на овој листи. Такође је најузбудљивији други. Квантни рачунари су тренутно експериментална и веома скупа технологија. Они су другачија животиња од бинарних дигиталних електронских рачунара које познајемо, а који су засновани на транзисторима.
Уместо да кодира податке у битове који су или 0 или 1, квантно рачунарство се бави квантним битовима, који могу бити 0, 1, и 0 и 1 у исто време. Скратим причу? Ове суперпозиције би могле да учине квантне рачунаре много бржим и ефикаснијим од тренутно постојећих маинстреам рачунара.
Прављење квантних рачунара носи много изазова (за једну ствар их треба држати невероватно хладним). Међутим, ако инжењери успеју да реше овај проблем, можда ћемо моћи да покренемо огроман напредак брзим темпом да би се Гордону Муру завртело у глави.
Ствари којих још не можемо да смислимо
Врло мало људи би предвидело паметне телефоне још 1980-их. Идеја да би Гугл постао гигант какав јесте или да би била веб локација за е-трговину попут Амазона на путу да постане прва компанија од 1 билион долара звучало би лудо почетком 1990-их.
Поента је да, када је у питању будућност рачунарства, нећемо тврдити да знамо тачно шта је иза угла. Да, тренутно квантно рачунарство изгледа као велика дугорочна нада за рачунарство након Муровог закона, али велике су шансе да ће за неколико деценија рачунари изгледати потпуно другачије од оних које користимо данас.
Било да се ради о новим конфигурацијама машина, чиповима направљеним од потпуно нових материјала или новим врстама субатомских истраживања која се отварају Укључујући нове начине паковања транзистора у чипове, верујемо да ће будућност рачунарства - са свом генијалношћу коју укључује - бити А-у реду.
Препоруке уредника
- Нова кардиологија А.И. зна да ли ћеш ускоро умрети. Лекари не могу да објасне како то функционише
