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

Александр Чулок: «Мы не стараемся угадать будущее, мы хотим его создать» Александр Чулок: «Мы не стараемся угадать будущее, мы хотим его создать»

Прогнозист Александр Чулок — о том, чем станет ИИ для общества в будущем

РБК
«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
Человек и его бактерии Человек и его бактерии

Отвечаем на главные вопросы о кишечной микрофлоре

Популярная механика
Голод и дядька Голод и дядька

Лечебное голодание — крайне полезная для социального капитала вещь

RR Люкс.Личности.Бизнес.
Элементарно, Ватсон Элементарно, Ватсон

Портрет необъятной Викторианской эпохи в пяти предметах

Вокруг света
Рай в миниатюре Рай в миниатюре

5 шагов к экосаду: ключевые правила и запреты

КАНТРИ Русская азбука
Рейтинг публикационной активности университетов Рейтинг публикационной активности университетов

Исследование публикационной активности университетов

Эксперт
«Подписали — и попали». 3 главные автомобильные аферы последних лет «Подписали — и попали». 3 главные автомобильные аферы последних лет

Когда на кону миллионы и авто, фантазия у аферистов работает без ограничений

РБК
Как избежать срывов во время диеты Как избежать срывов во время диеты

Ты с энтузиазмом начала диету, но сорвалась! Как не повторять подобное дальше?

Лиза
Всем построиться! Всем построиться!

Сергей Кузнецов охотно делится взглядом на архитектуру и урбанистику

Men Today
Худеем на супах Худеем на супах

Надоело скидывать вес на салатах и гречке? Попробуй суповые диеты

Лиза
«Мы боремся с инфляцией ценой экономического роста» «Мы боремся с инфляцией ценой экономического роста»

Эксперт ЦМАКП — о состоянии экономики, промышленности и инвестиций

Монокль
Семь чудес одной страны Семь чудес одной страны

Где найти в России самые инопланетные пейзажи?

Вокруг света
А вокруг тишина А вокруг тишина

Как превратить путешествие в одиночку в успешную сессию самокоучинга

Новый очаг
В уюте и прохладе В уюте и прохладе

Как защитить квартиру от жарких солнечных лучей

Лиза
Россия признала вино Россия признала вино

Как развивается в России производство винной продукции

Ведомости
Карта мягкой посадки Карта мягкой посадки

Российская экономика остывает, а бизнес ищет растущие сегменты

Монокль
«Жена айтишника»: с чем сталкиваются женщины, которые эмигрируют из-за работы мужа «Жена айтишника»: с чем сталкиваются женщины, которые эмигрируют из-за работы мужа

Как повышение близкого человека может стать источником проблем

Forbes
Вымереть обратно Вымереть обратно

Пророчество фильма «Парк юрского периода»: можно ли воссоздать вымершие виды

Вокруг света
Курс на переработку Курс на переработку

Чем обусловлен интерес зарубежных стран к российской рыбной продукции?

Ведомости
На зарядку становись: как развиваются инфраструктурные технологии для электромобилей На зарядку становись: как развиваются инфраструктурные технологии для электромобилей

Как инфраструктура для электромобилей способна изменить рынок

Forbes
Ледник в Антарктиде «ворует» лед у своего соседа Ледник в Антарктиде «ворует» лед у своего соседа

Ученые обнаружили, что один из ледников Антарктиды ворует лед у своего соседа

ТехИнсайдер
От винта! От винта!

Как автомобили научили летать

Деньги
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
«На офисную должность ни за что бы не перешла»: как женщины работают на заводах «На офисную должность ни за что бы не перешла»: как женщины работают на заводах

Женщины на заводе: что привело их на предприятие и с какими мифами они борются

Forbes
Ефремовы Ефремовы

Чета Ефремовых: от основателя «Современника» до звёзд сегодняшнего дня

Караван историй
Увидеть Армагеддон и выжить Увидеть Армагеддон и выжить

Израиль находит, чем удивить путешественника, помимо библейских древностей

Вокруг света
Еще раз про банальность зла: в Каннах показали фильм Серебренникова о докторе Менгеле Еще раз про банальность зла: в Каннах показали фильм Серебренникова о докторе Менгеле

Что Серебренников хотел сказать зрителю в красивом фильме о докторе Менгеле?

Forbes
На ремонте На ремонте

Почему обустройство квартиры все реже доверяют профессионалам

Деньги
«Джинсовая лихорадка»: как джинсы в СССР были культом, символом и объектом желания «Джинсовая лихорадка»: как джинсы в СССР были культом, символом и объектом желания

Что положило начало так называемой джинсовой лихорадке в СССР?

Правила жизни
Открыть в приложении