Майбутнє комп’ютерів яке воно екологічний дайджест

У 1958 році інженер компанії «Texas Instruments» на ім'я Джек Кілбі завдав візерунок на поверхню чіпа з напівпровідникового германію 11 міліметрів в довжину, створивши, таким чином, першу в світі інтегральну схему. Так як ця схема містила лише один транзистор - щось на зразок мініатюрного перемикача - чіп міг зберігати лише один біт інформації: або 1, або 0 в залежності від конфігурації транзистора.

З тих пір інженери з вражаючим постійністю щорічно подвоюють кількість транзисторів в комп'ютерних чіпах. Їм це вдається шляхом зменшення наполовину розмірів самих транзисторів. На сьогоднішній день, після десятків повторень цього циклу подвоєння і зменшення наполовину, розміри транзисторів становлять лише кілька атомів, а звичайний комп'ютерний чіп містить до 9 мільйонів таких транзисторів на квадратний міліметр. Комп'ютери з великою кількістю транзисторів можуть виконувати більше обчислень в секунду і стають дедалі потужнішими. Подвоєння потужності комп'ютерів кожні два роки відомо як закон Мура в честь інженера компанії «Intel» Гордона Мура, першим помітив цю тенденцію в 1965 році.

Закон Мура пояснює втрату популярності торішніх моделей ноутбуків і, безсумнівно, зробить технічні новинки наступного року разюче маленькими і потужними в порівнянні з сучасними пристроями. Але якщо не брати до уваги попит споживачів, куди ж, в кінцевому рахунку, спрямований цей експоненціальне зростання комп'ютерної потужності. Чи стануть комп'ютери в результаті розумнішими людей? І чи зупиняться вони коли-небудь в розвитку потужності?

Багато вчених вважають, що експоненціальне зростання комп'ютерної потужності неминуче веде до моменту в майбутньому, відомого як сингулярність, коли комп'ютери досягнуть рівня людського розуму. І, на думку багатьох, цей момент не за горами.

Висновок заснований на основі проектування закону Мура в майбутнє. Якщо потужність комп'ютерів і далі буде подвоюватися кожні два роки, то, як пояснює видатний професор комп'ютерних наук і новатор в сфері комп'ютерних технологій Пітер Деннинг, до 2030 року будь-яка технологія, яка використовується нами, буде значно менше. Завдяки цьому ми зможемо помістити все обчислювальні здатності людського мозку в фізичний обсяг розміром з сам мозок. На думку футуристів, саме це і потрібно для штучного розуму. З цього моменту комп'ютер починає мислити самостійно.

Що трапиться далі - незрозуміло, і саме над цим питанням роздумують вчені з часів світанку комп'ютерних технологій.

«Як тільки буде знайдений метод змусити машину думати, трохи часу піде на те, щоб перевершити нас з нашими скромними можливостями, - зазначив в 1951 році Алан Тюрінг в своїй роботі« Мислячі машини: єретична теорія ». - Тому нам слід очікувати, що на якомусь етапі машини знайдуть контроль ». Британський математик І.Дж. Гуд вважав, що «сверхразумние» машини після своєї появи зможуть спроектувати ще більш ефективні машини. «Це, безумовно, стане етапом бурхливого розвитку інтелекту, і розум людини залишиться далеко позаду. Таким чином, перша сверхразумная машина - це останнє, що людині взагалі слід винаходити », - писав він.

Однак не всі вірять в поняття сингулярності або вважають, що ми її коли-небудь досягнемо. «На сьогоднішній день багато вчених, що досліджують роботу мозку, упевнені, що його складність настільки незбагненна, що навіть якщо нам і вдасться побудувати комп'ютер, що імітує його структуру, нам все ж невідомо, чи зможе вийшло пристрій функціонувати, як мозок», - зазначає Деннинг . Можливо, без сенсорних даних з навколишнього світу комп'ютери ніколи не знайдуть самосвідомість.

Є й інші думки, відповідно до яких закон Мура або буде порушений незабаром, або вже не діє. Аргументи засновані на тому факті, що інженери не можуть зробити транзистори ще менше, ніж зараз, тому що на даному етапі вони вже обмежені розмірами атома. «Так як транзистор складається лише з кількох атомів, неможливо гарантувати, що вони будуть вести себе так, як передбачається», - пояснює Деннинг. У атомарних масштабах з'являються загадкові квантові ефекти. Транзистори припиняють підтримувати єдиний стан, представлене одиницею або нулем, і починають непередбачувано коливатися між двома станами, що робить схеми і пристрої зберігання даних ненадійними. Ще одним фактором, що лімітує, вважає Деннинг, є те, що транзистори, перемикаючись між цими двома станами, виробляють тепло. Отже, занадто багато транзисторів незалежно від їх розміру, втиснуті в один кремнієвий чіп, будуть разом випускати стільки тепла, що в підсумку розплавлять чіп.

Тому деякі вчені вважають, що комп'ютерні здатності наближаються до свого апогею. «Ми вже бачимо уповільнення закону Мура», - говорить фізик-теоретик Мічіо Каку.

Але якщо так, то для багатьох це новина. Дійних Фармер, професор математики з Оксфордського університету, який вивчає еволюцію технологій, заявляє, що для завершення закону Мура підстав мало, а даних для такого висновку недостатньо. За його словами, комп'ютери стають дедалі потужнішими, так як все більше нагадують мозок.

Комп'ютери вже зараз можуть виконувати індивідуальні операції на порядок величин швидше людини. Але в той же час мозок набагато краще справляється з паралельною обробкою даних, тобто виконанням декількох операцій одночасно. В основному, в другій половині минулого століття інженери прискорювали комп'ютери шляхом збільшення кількості транзисторів в процесорі, але лише недавно вони взялися за розпаралелювання комп'ютерних процесорів. Щоб обійти проблему, коли в один процесор не можна помістити додаткові транзистори, інженери почали нарощувати обчислювальні здатності шляхом створення багатоядерних процесорів - систем чіпів, які виробляють обчислення паралельно. Як пояснює Деннинг, замість того, щоб все більше і більше розганяти транзистори, можна забезпечити паралельні обчислення на всіх чіпах. Він вважає, що закон Мура, очевидно, продовжить діяти, так як тепер подвоюватися кожні два роки буде кількість ядер в комп'ютерних процесорах.

І так як розпаралелювання є ключем до ускладнення структури, в якомусь сенсі багатоядерні процесори змусять комп'ютери працювати швидше мозку, заявляє Фармер.

Крім того, в майбутньому є можливість квантових обчислень - щодо нового напрямку, що намагається використовувати невизначеність, притаманну квантовим станам, для виконання значно складніших обчислень, ніж є сучасним комп'ютерам. Тоді як звичайні машини зберігають інформацію в бітах, квантові комп'ютери будуть її зберігати в кубітах - частинках, таких як атоми або фотони, стан яких взаємопов'язано, внаслідок чого зміна однієї частки вплине на всі інші. Завдяки такій взаємозв'язку єдина операція, яка виконується квантовим комп'ютером, теоретично дозволить миттєве виконання незбагненно величезної кількості обчислень, і кожна частинка, додана в систему взаємопов'язаних частинок, подвоїть продуктивність комп'ютера.

Якщо фізикам вдасться освоїти квантові комп'ютери, над чим багато і працюють, дія закону Мура, безсумнівно, триватиме далеко в майбутнє.

Отже, якщо закон Мура продовжить працювати так же точно, як до сих пір, коли ж, на думку Крауса і Старкмана, комп'ютери зупиняться в розвитку? Розрахунки вказують, що машини охоплять всю доступну всесвіт, перетворивши кожен біт матерії та енергії в частину своїх схем, через 600 років.

Може здатися, що дуже скоро. «Як би там не було, закон Мура експонентний», - зазначає Старкмана. Подвоювати кількість бітів можна рівно стільки разів, скільки є у всесвіті.

Сам Старкмана думає, що закон Мура буде порушений задовго до того, як сверхкомпьютер поглине всесвіт. Насправді, вважає він, машини перестануть розвиватися приблизно через 30 років. Що трапиться потім - невідомо. Ми можемо досягти сингулярності - моменту, коли комп'ютери стають свідомими, беруть на себе контроль, а потім починають самовдосконалюватися. А може ні. Скоро вийде новий доповідь Деннінга під назвою «Не турбуйтеся, якщо не можете передбачити майбутнє». У ньому говориться про людей минулого, які безуспішно намагалися передбачити майбутнє.