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

Раньше будущее было лучше Раньше будущее было лучше

Как вера в светлое завтра уступила место ностальгии

Мир Фантастики
Конструируя реальность Конструируя реальность

Что великого в фильме «Космическая одиссея 2001 года»

Мир Фантастики
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
В ожидании чуда: что происходит с российскими светофорами В ожидании чуда: что происходит с российскими светофорами

В России увеличилось время ожидания на светофоре

Forbes
«Сталин» гудлак «Сталин» гудлак

Александр Горбунов о том, почему спасение утопающих – дело рук самих утопающих

Esquire
Газ, пиво, транзит. «Газпром» допустил строительство «Северного потока — 3» Газ, пиво, транзит. «Газпром» допустил строительство «Северного потока — 3»

Александр Медведев заверил, что газовый монополист не продлит контракт с Киевом

Forbes
На кемадеро в санбенито На кемадеро в санбенито

Инквизиция на долгое время стала чуть ли не символом Испании

Дилетант
Корейские денди: как одеваются участники группы BTS Корейские денди: как одеваются участники группы BTS

Разбираем стиль троих участников корейской группы BTS

Cosmopolitan
Вылечить женский алкоголизм. How to Вылечить женский алкоголизм. How to

Психолог Юрий Сорокин написал честную книгу, посвященную женскому алкоголизму

СНОБ
Выживший Выживший

Кто и зачем помог Роману Авдееву сохранить в кризис Московский кредитный банк

Forbes
Шарлто Копли: наемник из «Опасного бизнеса» — о насилии, религии и движении за права женщин Шарлто Копли: наемник из «Опасного бизнеса» — о насилии, религии и движении за права женщин

Актер Шарлто Копли о насилии, духовном пути и движении за права женщин

Maxim
Индийская кухня Индийская кухня

Индийская кухня: яркая, очень пряная и чаще всего вегетарианская

9 месяцев
В стиле рок В стиле рок

В основу концепции лёг образ старинного каменного амбара

SALON-Interior
Следствие ведет... Следствие ведет...

Елизавета Боярская исполнила главную роль в новом сериале «Ворона» на НТВ

OK!
Взять верный TON: насколько перспективна блокчейн-платформа Дурова Взять верный TON: насколько перспективна блокчейн-платформа Дурова

Поможет ли блокировка мессенджера в России выходу проекта на ICO?

Forbes
Кто изобрел спички? Кто изобрел спички?

Нам кажется, что спички были всегда, но как они появились?

Популярная механика
Дробное питание и интервальное голодание: 2 способа сбросить вес Дробное питание и интервальное голодание: 2 способа сбросить вес

Делимся двумя действенными способами сбросить лишний вес

Cosmopolitan
Травки зеленеют Травки зеленеют

Картофельный салат — это к весне

Огонёк
Черная кошка, розовая пантера Черная кошка, розовая пантера

В истории «Розовых пантер» интересно и необычно все

Maxim
Создавая Hearthstone Создавая Hearthstone

Интервью с продюсером культовой ККИ

Игромания
7 человек, которых убили роботы 7 человек, которых убили роботы

7 несчастных случаев с участием роботов, которые привели к гибели людей

Популярная механика
Бегство капиталов: как западные санкции повлияют на рынок элитного жилья Москвы Бегство капиталов: как западные санкции повлияют на рынок элитного жилья Москвы

Быть «богатым русским» на Западе становится все менее комфортно

Forbes
Бедный народ. Медведев не нашел денег на повышение МРОТ до 20 000 рублей Бедный народ. Медведев не нашел денег на повышение МРОТ до 20 000 рублей

Дмитрий Медведев очередной раз констатировал отсутствие денег в бюджете

Forbes
Крутое пике. Акции компаний Олега Дерипаски пострадали из-за санкций больше всех Крутое пике. Акции компаний Олега Дерипаски пострадали из-за санкций больше всех

Бумаги «Русала» и En+ Group Олега Дерипаски упали на 12% и 20% соответственно

Forbes
Олег Табаков. Вспоминая маэстро Олег Табаков. Вспоминая маэстро

Олег Павлович Табаков – народный артист во всех смыслах

Лиза
Кто такая доула: зачем нужна помощница в родах и что она делает Кто такая доула: зачем нужна помощница в родах и что она делает

Давай будем честными: рожать - страшно

Cosmopolitan
Протанцевать семейный кризис Протанцевать семейный кризис

Понять друг друга можно не только с помощью слов. Есть и парный танец

Psychologies
Сколько времени нужно потратить, чтобы научиться метко стрелять, драться, управлять вертолетом Сколько времени нужно потратить, чтобы научиться метко стрелять, драться, управлять вертолетом

Если ты всегда завидовал Джеймсу Бонду, то напрасно

Maxim
Москва – Флоренция – Солярис Москва – Флоренция – Солярис

Мультимедийный проект «Новый полет на Солярис»

СНОБ
Яд паука спасёт от паралича Яд паука спасёт от паралича

Яд паука может стать основой для создания лекарств от паралича

Популярная механика
Открыть в приложении