Видоизменённый разум

Компьютеры будущего

Мир ФантастикиHi-Tech

Видоизменённый разум

Компьютеры будущего

Текст: Антон Первушин

0:00 /
1477.483

Хотя персональный компьютер прошёл долгий путь от громоздкой машины до миниатюрного смартфона, базовые принципы его работы почти не изменились. Будущее компьютеров обычно связывают с зарождением искусственного разума. Однако многие учёные скептически смотрят на то, что он появится на существующей элементной базе. Вероятно, для того чтобы «поумнеть», придётся измениться и самим компьютерам. Какими они станут?

Предел Мура

До начала 1980-х годов компьютеры воспринимались обществом и специалистами исключительно как вычислительные машины  — громоздкие, дорогие и требовательные. Например, директор IBM Томас Уотсон как-то заявил, что компьютеры всегда будут штучным продуктом, а Кен Олсон, президент корпорации DEC, уверенно прогнозировал, что на персональные компьютеры никогда не будет спроса. Переломным стал август 1981 года, когда IBM выпустила на рынок серийную модель компьютера PC. Хотя самая дешёвая версия стоила больше полутора тысяч долларов, до конца года было продано 136 тысяч экземпляров. Персональные компьютеры оказались востребованы не только учёными и инженерами, но и обычными пользователями.

Первая универсальная вычислительная машина ENIAC, построенная в 1946 году, весила 27 тонн и использовала в качестве элементной базы вакуумные лампы

Попытки выпустить серийный персональный компьютер предпринимались и до IBM, но модель PC 5150, которая стала первой по-настоящему массовой, обладала преимуществами, предопределившими развитие компьютеров на десятилетия вперёд. Во-первых, она строилась на принципах «открытой архитектуры», позволяющей сторонним разработчикам создавать различные устройства, совместимые с компьютером. Во-вторых, она была достаточно компактна, чтобы помещаться на стол. В-третьих, вместе с компьютерами распространялось программное обеспечение, востребованное офисными работниками: текстовый редактор и электронные таблицы. Вскоре появились программы, работающие с графикой, и первые компьютерные игры, написанные специально для PC.

Первый вариант смартфона под названием Simon выпустила компания IBM

Персональные компьютеры быстро завоевали мир, поскольку оказалось, что они могут использоваться почти в любой сфере. Через десять лет после появления первой массовой модели PC начали распространятся электронные сети, связывающие компьютеры друг с другом,  — родилась Всемирная паутина. Параллельное внедрение средств сотовой связи создало предпосылки для появления смартфонов  — мобильных телефонов с начинкой и программным обеспечением как у полноценного компьютера. Первое такое устройство называлось Simon, и на рынок его выпустила всё та же IBM в 1994 году.

Первый настольный компьютер, завоевавший мировой рынок,  — IBM PC 5150

Дальнейшее развитие компьютеров было направлено на миниатюризацию и рост производительности. Наряду с настольными моделями в обиход вошли ноутбуки, нетбуки, наладонники и планшеты. В настоящее время полноценный компьютер удалось уменьшить до размеров крупинки соли. В марте 2018 года компания IBM представила работающий прототип нового микрокомпьютера размером 1 мм². В нём стоит несколько сотен тысяч транзисторов, память SRAM и фотогальванические ячейки для энергоснабжения. Связь с внешним миром он поддерживает с помощью устройства, совмещающего фотодетектор и светодиод. По характеристикам микрокомпьютер сопоставим с IBM AT 386, то есть на нём вполне можно запустить первую версию Doom. При этом себестоимость девайса составляет всего 10 центов. Компания предполагает использовать его для чипизации при создании «умных» вещей.

В 1982 году журнал Time назвал «Человеком года» компьютер IBM PC
Новый микрокомпьютер IBM в ложке соли крупного помола

В 1965 году Гордон Мур, один из основателей компании Intel, обнаружил определённую закономерность в развитии микросхем, на основании чего позднее сформулировал эмпирический закон, названный его именем: удвоение числа транзисторов на кристалле интегральной микросхемы при сохранении стоимости происходит каждые два года.

Для пояснения закона Мура сформулирована необычная аналогия: если бы авиапромышленность последнюю четверть века развивалась так же, как вычислительная техника, то сейчас «Боинг-767» стоил бы пятьсот долларов и облетал земной шар за двадцать минут, затрачивая не больше двадцати литров керосина.

Однако недавно сам Мур признал, что закон скоро перестанет действовать, поскольку технология приближается к физическому пределу, который нереально преодолеть на полупроводниковой базе. Например, при производстве нынешнего поколения процессоров Skylake используется технология с размером транзисторов 14 нанометров; следующее поколение, которое предполагают внедрить до конца 2018 года, будет основано на технологии с разрешением 10 нанометров. И удвоение числа транзисторов после этого, скорее всего, недостижимо, ведь размер транзистора не может быть меньше нескольких десятков атомов (размер атома кремния  — 0,2 нанометра). Подсчитано, что даже если удастся создать транзистор, состоящий из одного электрона, то действие закона всё равно закончится  — в 2036 году.

Гордон Мур из Intel открыл, что каждые два года происходит удвоение вычислительной мощности процессоров при сохранении стоимости их производства

Получается, что в течение ещё двух десятков лет возможно появление более миниатюрных и производительных компьютеров, чем раньше, но предел уже виден, и пора начинать поиск альтернативных путей развития.

Персональные компьютеры будут уменьшаться. Но этому есть предел

Будни фотоники

Одна из возможных альтернатив элементной базы для компьютеров  — применение лазеров для передачи и обработки информации. В связи с этим внимание специалистов всё сильнее привлекает фотоника  — аналог электроники, где вместо электронов используются фотоны, излучаемые лазерами.

Интересно, что «родилась» фотоника в Ленинградском государственном университете: в 1970 году там была даже учреждена соответствующая кафедра  — её основал советский академик Александр Теренин. С этого момента начала развиваться научная школа, которая вывела нашу страну в лидеры фотоники. Наиболее известное устройство, разработанное на её принципах,  — оптоволоконные кабели, которые резко повысили пропускную способность информационных каналов.

Фотоника нашла применение в производстве оптоволоконных кабелей

Сегодня основные работы по фотонике ведутся в российских вузах и Фонде перспективных исследований; всего этим занято свыше 850 организаций. Например, запущен проект модернизации радиолокационных средств для военных. Переход с электронной на фотонную базу позволит уменьшить габариты радиолокационных станций (многоэтажное здание превратится в небольшой фургон) и повысить их эффективность (увеличатся разрешающая способность и устойчивость к электромагнитным помехам). Примечательно, что разработчики сразу думают и о гражданском применении этой технологии: компактные радары можно использовать в скоростных поездах и автомобилях для мгновенного обнаружения препятствий. Больше того, технология будет применяться при создании «умной» обшивки самолётов, благодаря чему весь фюзеляж превратится в мощный радиолокатор, позволяющий пилотам видеть всё, что происходит вокруг «борта» в течение полёта.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

От бабочек до сурков От бабочек до сурков

Какие бывают путешествия во времени

Мир Фантастики
Человеческая слабость: как избавить искусственный интеллект от расизма Человеческая слабость: как избавить искусственный интеллект от расизма

Искусственный интеллект наследует не только лучшие, но и худшие качества людей

Forbes
Frostpunk Frostpunk

Холодное сердце

Игромания
От парламентаризма к демократии: особенности армянской национальной революции От парламентаризма к демократии: особенности армянской национальной революции

23 апреля 2018 года в Армении произошла революция

Forbes
Голливуд освобождённый Голливуд освобождённый

Что делает политкорректность с фильмами и сериалами

Мир Фантастики
Мавр сделал свое дело Мавр сделал свое дело

Карл Маркс принес в жертву придуманному им «призраку коммунизма» все, что мог

GALA Биография
Эпоха рассрочки. Почему россияне стали чаще брать кредиты в торговых сетях Эпоха рассрочки. Почему россияне стали чаще брать кредиты в торговых сетях

За прошлый год рынок POS-кредитования вырос на 20%

Forbes
«Если не будет третьей мировой войны, мир станет более женским» «Если не будет третьей мировой войны, мир станет более женским»

Марта Месарош — о Владимире Высоцком, ВГИКе 1950-х и новой Москве

Русский репортер
Творчество в режиме онлайн Творчество в режиме онлайн

С каждым днем онлайн-обучение набирает все новые и новые обороты

Cosmopolitan
Испания за 10 секунд: на Пиренеях запустили кампанию по продвижению туристического бренда страны Испания за 10 секунд: на Пиренеях запустили кампанию по продвижению туристического бренда страны

Испанцы явно хотят стать первыми в мире по итогам 2018 года.

National Geographic
Я тоже так могу Я тоже так могу

Почему современное искусство вернулось к амебе

Русский репортер
Четкий взгляд на мир глазами космонавта Четкий взгляд на мир глазами космонавта

Можно ли в скафандре носить очки и увидеть в них НЛО

Maxim
Анна Старобинец — о книгах, которые переворачивают душу и разум Анна Старобинец — о книгах, которые переворачивают душу и разум

Почему в российских реалиях практически невозможно написать хороший детектив

Esquire
Потерпите! Потерпите!

Почему иногда терпеть – это очень вредно

Домашний Очаг
Зеленые небеса: чем занимается одна из самых дорогих финтех-компаний США Зеленые небеса: чем занимается одна из самых дорогих финтех-компаний США

Онлайн-кредитор GreenSky выйдет на IPO при оценке капитализации в $5 млрд

Forbes
Точка невозврата: как прошла выставка ART.WHO.DARK в Москве Точка невозврата: как прошла выставка ART.WHO.DARK в Москве

Экспериментальный смотр восходящего искусства

Cosmopolitan
Это не последние санкции против России Это не последние санкции против России

Что ждет страну через несколько лет

СНОБ
Менять ли фамилию, выходя замуж: 9 моментов, которые стоит обдумать Менять ли фамилию, выходя замуж: 9 моментов, которые стоит обдумать

Сегодня никто не осудит, если вы оставите себе девичью фамилию

Psychologies
Ксения Безуглова Ксения Безуглова

Каково это — рожать и воспитывать троих, будучи в инвалидной коляске?

Elle
Российские интернет-пользователи жалуются на сбои в работе YouTube, Gmail и других сервисов Google Российские интернет-пользователи жалуются на сбои в работе YouTube, Gmail и других сервисов Google

В том числе Google Maps, Google Analytics и Google Drive

Esquire
Португалия будет выдавать годовые мультивизы Португалия будет выдавать годовые мультивизы

Португалия упростила процедуру выдачи шенгенских виз

National Geographic
Авитаминоз: распознаем и ликвидируем! Авитаминоз: распознаем и ликвидируем!

Как не пропустить тревожные симптомы авитаминоза

9 месяцев
9 самых жуликоватых спортсменов в истории 9 самых жуликоватых спортсменов в истории

За спортивными победами и золотыми медалями стоят хитрые трюки

Maxim
Отдай мне все свои деньги: что такое финансовое доминирование Отдай мне все свои деньги: что такое финансовое доминирование

Один из многих фетишей мира БДСМ

Cosmopolitan
Если не сумка-пакет: как обыграть прозрачный тренд, избежав чудаковатости Если не сумка-пакет: как обыграть прозрачный тренд, избежав чудаковатости

Попробуйте выставить напоказ содержимое вашей сумки

Cosmopolitan
Мы в ударе! Мы в ударе!

Тренировка по тайскому боксу

Cosmopolitan
«У нее мерзкий характер»: Настасья Самбурская ответила на критику Елены Летучей «У нее мерзкий характер»: Настасья Самбурская ответила на критику Елены Летучей

Настасья Самбурская ответила на критику Елены Летучей

Cosmopolitan
Как компания Volvo проводит краш-тесты Как компания Volvo проводит краш-тесты

Кузов – это сложнейший и, пожалуй, самый недооцененный механизм автомобиля

Популярная механика
Екатерина Климова. Обыкновенное чудо Екатерина Климова. Обыкновенное чудо

Интервью с Екатериной Климовой

Караван историй
Очаровывать! Что такое истинная красота? Очаровывать! Что такое истинная красота?

Как насчет внутренней красоты? Что она дает и можно ее ли «развивать»?

Psychologies
Открыть в приложении