Какие новые технологии вычислений придут на смену классическим компьютерам

РБКHi-Tech

Расчеты на будущее

Какие новые технологии вычислений придут на смену классическим компьютерам

Автор: Анастасия Михалева

Компьютерам все чаще поручают новые сложные задачи — от обучения нейросетей до симуляции биологических процессов. Рассказываем, почему старые архитектуры вычислительных машин уже не справляются с этой работой и какие технологии придут им на смену.

Память из прошлого: где потолок для традиционного «железа»

Долгое время развитие компьютеров следовало правилу, которое вошло в историю как закон Мура. В 1965 году Гордон Мур, один из основателей компании Intel, заметил: каждые два года количество транзисторов на микросхеме примерно удваивается. А значит, чипы становятся быстрее, мощнее и дешевле.

Транзистор — это крошечный электронный переключатель, управляющий током. Чем больше таких переключателей на чипе, тем выше его вычислительная мощность.

Это простое наблюдение стало двигателем всей индустрии: с 1971 года, когда появился процессор Intel 4004 (2300 транзисторов, размер — 10 микрометров), и до наших дней количество транзисторов в микросхемах росло в геометрической прогрессии. Но важно понимать: закон Мура — это не физический закон, а скорее инженерная цель, которую индустрия долгое время успешно достигала.

Сегодня эта гонка начинает замедляться. Транзисторы уже настолько малы, что их сложно производить: электроны начинают «просачиваться» сквозь границы, чипы перегреваются, а энергозатраты растут. Производство становится все более дорогим и сложным. Скорость и эффективность растут все медленнее — эпоха бесконечного масштабирования подходит к концу.

И дело не только в «железе». Современные задачи — от обучения нейросетей и обработки больших данных до симуляций климата или биологических процессов — требуют не только скорости, но и иного подхода к вычислениям. Большинство компьютеров до сих пор устроены по модели фон Неймана, предложенной еще в середине XX века. Она основана на разделении памяти и процессора: данные хранятся в одном месте, обрабатываются в другом и постоянно перемещаются между ними.

Этот принцип хорошо работал десятилетиями, но при оперировании огромными объемами информации он превращается в узкое горлышко. Даже самый быстрый процессор не сможет эффективно работать, если все время простаивает, ожидая данные из памяти.

Поэтому сегодня речь идет не только о том, чтобы делать чипы еще быстрее. Ученые все чаще задумываются о другом: как изменить саму архитектуру вычислений под задачи XXI века. И здесь на сцену выходят новые, неклассические подходы.

Нейроморфные вычисления: думать, как мозг

Сегодня, когда классические компьютеры начинают буксовать, исследователи все чаще обращаются к природе, а точнее — к самому совершенному вычислительному устройству, которое мы знаем, — человеческому мозгу. Так появился подход под названием нейроморфные вычисления.

Нейроморфные вычисления не просто запускают нейросети на обычных чипах, а создают «железо», которое само работает по принципам мозга.

В отличие от привычных процессоров (CPU) и видеокарт (GPU), где данные обрабатываются поочередно и строго по инструкции, нейроморфные чипы работают параллельно и асинхронно, как нейроны в мозге. Вместо непрерывного сигнала — короткие импульсы, которые напоминают всплески активности между нейронами. Это делает такие системы не только более естественными для работы с искусственным интеллектом, но и гораздо более энергоэффективными.

Это может пригодиться прежде всего там, где нужно обрабатывать данные быстро и с минимальными затратами, — например, в «умных» камерах, сенсорных системах, роботах, мобильных устройствах, в которых важно экономить заряд. Нейроморфные чипы могут распознавать образы или речь почти мгновенно и без облака — прямо «на месте».

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Техпарад Техпарад

Выстрел «Авророй», космос на 3D-принтере и тактильные виртуальные переживания

ТехИнсайдер
Вот как добиться повышения — и усердная работа тут не при чем Вот как добиться повышения — и усердная работа тут не при чем

Что, если, несмотря на все усилия, продвижение по службе обходит вас стороной?

Inc.
Москва и коллекционеры Москва и коллекционеры

Москва в последние годы закрепила за собой статус главной площадки арт-рынка

Ведомости
Под облаками Под облаками

Как лучше обустроить мансарду в загородном доме?

КАНТРИ Русская азбука
Гастрономическая пара Гастрономическая пара

Сытно или изысканно? «Вдова Клико» или «Западный склон»?

СНОБ
Только для тебя Только для тебя

Что такое индивидуальный подход в бьюти-индустрии?

Лиза
Новое направление Новое направление

Знакомимся ближе с полноразмерным гибридным кроссовером EXLANTIX ET

Y Magazine
Иван Ярыгин: «Одновременно сосуществовали разные миры» Иван Ярыгин: «Одновременно сосуществовали разные миры»

Иван Ярыгин о том, что делают динозавры и инопланетяне в московских пейзажах

Ведомости
В своем ритме В своем ритме

Элегантный современный интерьер, где соединились прошлое и настоящее

SALON-Interior
Выйти за ворота Выйти за ворота

Антон Шунин — это целая эпоха в нашем футболе. Как она прошла?

Men Today
«Женитьба»: женское несчастье «Женитьба»: женское несчастье

Евгений Марчелли поставил в Театре Моссовета знаменитую пьесу Гоголя

Ведомости
Астрономы отыскали удивительно развитую перемычку у спиральной галактики в ранней Вселенной Астрономы отыскали удивительно развитую перемычку у спиральной галактики в ранней Вселенной

Астрономы обнаружили у галактики J0107a необычно развитую центральную перемычку

N+1
Как бренд косметики с маркетплейсов зарабатывает миллиарды за счет штата блогеров Как бренд косметики с маркетплейсов зарабатывает миллиарды за счет штата блогеров

В 2024 году VOIS первой в России стала нанимать блогеров в штат

Forbes
Схватить, покрутить и нести на анализы: что делать, если укусил клещ Схватить, покрутить и нести на анализы: что делать, если укусил клещ

Как защищаться от клещей, и что делать, если паразит все-таки укусил

Forbes
Новые гибкие актуаторы позволили колесному роботу трансформироваться в квадрокоптер Новые гибкие актуаторы позволили колесному роботу трансформироваться в квадрокоптер

Инженеры разработали гибкие актуаторы, которые могут плавно деформироваться

N+1
Антон Богданов: «Хвала режиссерам, которые не обращают внимания на амплуа» Антон Богданов: «Хвала режиссерам, которые не обращают внимания на амплуа»

Антон Богданов рассказал о том, как готовился к роли подводника в «Кракене»

Ведомости
Физика современных блэкаутов Физика современных блэкаутов

С чем эксперты связывают энергетический сбой на Пиренейском полуострове

Монокль
Секреты мастерства Секреты мастерства

Princess F58: свежая модель в линейке британской верфи

Y Magazine
Гидротрансформация Гидротрансформация

Как роботизированная КПП кроссовера Jetour T2 сочетает экономию и проходимость

Автопилот
Спокоен как самурай: как японская философия помогает выжить в трудные времена Спокоен как самурай: как японская философия помогает выжить в трудные времена

Что помогает японцам принимать неопределенность?

Forbes
Может ли у живого существа быть 8 мозгов: кажется, у осьминогов может Может ли у живого существа быть 8 мозгов: кажется, у осьминогов может

Как работают руки-щупальцы осьминога?

ТехИнсайдер
Ученые выяснили, какие продукты могут помочь лучше выглядеть с возрастом Ученые выяснили, какие продукты могут помочь лучше выглядеть с возрастом

Всего одно яблоко в день может замедлить старение нашего организма

ТехИнсайдер
Атмосфера жизни Атмосфера жизни

Загородный подмосковный дом с интерьером вне времени

SALON-Interior
«Королева небес»: Что известно о самолете за $400 миллионов, который Катар подарил Трампу «Королева небес»: Что известно о самолете за $400 миллионов, который Катар подарил Трампу

Как Америке катарцы подарили самолет.

Maxim
Расширение без спроса Расширение без спроса

Почему сокращается количество заявок на семейную ипотеку на вторичное жилье

Ведомости
Атомное размещение Атомное размещение

Зачем «Росатом» решил размещать облигаций за рубежом?

Ведомости
Старшенбаум Старшенбаум

Архетипичная дрим-герл Ирина Старшенбаум вошла в свою фам фаталь и секси-эру

Собака.ru
Астрономы отыскали кандидата в очень далекую карликовую планету на крайне широкой орбите Астрономы отыскали кандидата в очень далекую карликовую планету на крайне широкой орбите

Как обнаружили кандидата в экзотичный по свойствам транснептуновый объект

N+1
Раскрыт секретный рецепт римского бетона, который пережил тысячелетия Раскрыт секретный рецепт римского бетона, который пережил тысячелетия

Чем состав и технология производства римского бетона отличались от современного

Inc.
Табаковы Табаковы

Олег Табаков — мэтр сцены, голос Матроскина и учитель великих актеров

Караван историй
Открыть в приложении