Noong 1965, ang Intel cofounder Gordon Moore nalathala a kapansin-pansin na papel na hinulaan na ang kapangyarihan sa computing ay magdoble ng bawat dalawang taon. Sa loob ng isang kalahating siglo, ang prosesong ito ng pagdodoble ay napatunayan na napakahusay na pare-pareho na ngayon ay karaniwang kilala bilang Batas ni Moore at hinimok ang digital rebolusyon.
Sa katunayan, nasanay na kami sa ideya na ang aming teknolohiya ay nagiging mas malakas at mas mura na bahagya kaming huminto at mag-isip tungkol sa kung gaano ito ka bago. Tiyak, hindi namin inaasahan ang mga kabayo o araro - o kahit mga makina ng singaw, sasakyan o eroplano - na doblehin ang kanilang kahusayan sa isang tuloy-tuloy na rate.
Gayunpaman, ang mga modernong samahan ay umasa sa patuloy na pagpapabuti sa isang sukat na ang mga tao ay bihirang mag-isip tungkol sa kung ano ang ibig sabihin nito at, kasama Ang batas ni Moore ay malapit nang magtapos , magiging problema yan. Sa darating na mga dekada, kakailanganin nating malaman upang mabuhay nang walang kasiguruhan ng batas ni Moore at magpatakbo sa a bagong panahon ng pagbabago magkakaiba-iba iyan.
Ang Von Neumann bottleneck
Dahil sa lakas at pagkakapare-pareho ng Batas ni Moore, nakaugnay kami sa teknolohikal na pagsulong sa bilis ng processor. Gayunpaman isa lamang iyon sa sukat ng pagganap at maraming mga bagay na maaari nating gawin upang makagawa ng higit pa sa mababang gastos ang ating mga makina kaysa sa pagpapabilis lamang sa kanila.
Ang isang pangunahing halimbawa nito ay tinatawag na mula sa Neumann bottleneck , na pinangalanang ayon sa henyo ng matematika na responsable para sa paraan ng pag-iimbak ng aming mga computer ng mga programa at data sa isang lugar at gumawa ng mga kalkulasyon sa iba pa. Noong 1940s, nang lumitaw ang ideyang ito, ito ay isang pangunahing tagumpay, ngunit ngayon nagiging medyo problema ito.
Ang isyu ay na, dahil sa Batas ni Moore, ang aming mga chips ay tumakbo nang napakabilis na sa oras na kukuha ng impormasyon upang maglakbay pabalik-balik sa pagitan ng mga chips - sa bilis ng ilaw na hindi gaanong mas mababa - nawalan kami ng maraming mahalagang oras ng computing. Ironically, habang patuloy na nagpapabuti ang bilis ng maliit na tilad, magiging mas malala pa ang problema.
Ang solusyon ay simple sa konsepto ngunit mailap sa pagsasanay. Tulad ng pagsasama namin ng mga transistors sa isang solong wafer ng silikon upang lumikha ng mga modernong araw na chips, maaari naming isama ang iba't ibang mga chips sa isang pamamaraan na tinatawag na 3D stacking . Kung magagawa natin ang trabahong ito, maaari nating dagdagan ang pagganap para sa ilang mga henerasyon pa.
Na-optimize na Computing
Ngayon ginagamit namin ang aming mga computer para sa iba't ibang mga gawain. Nagsusulat kami ng mga dokumento, nanonood ng mga video, naghahanda ng pagsusuri, naglalaro at gumagawa ng maraming iba pang mga bagay sa lahat ng aparato gamit ang parehong arkitektura ng chip. Nagagawa namin ito sapagkat ang mga chips na ginagamit ng aming mga computer ay idinisenyo bilang isang pangkalahatang teknolohiya ng layunin.
Ginagawa nitong maginhawa at kapaki-pakinabang ang mga computer, ngunit labis na hindi mabisa para sa computationally intensive task. Matagal nang may mga teknolohiya, tulad ng ASIC at FPGA, na idinisenyo para sa mas tiyak na mga gawain at, kamakailan lamang, GPU's naging tanyag para sa mga graphic at pag-andar ng artipisyal.
Tulad ng artipisyal na katalinuhan ay umusbong sa unahan, ilang mga kumpanya, tulad ng Google at Microsoft Sinimulan ang pagdidisenyo ng mga chips na partikular na ininhinyero upang magpatakbo ng kanilang sariling mga tool sa malalim na pag-aaral. Lubhang pinapabuti nito ang pagganap, ngunit kailangan mong gumawa ng maraming mga chips upang gumana ang ekonomiya, kaya't hindi ito maaabot ng karamihan sa mga kumpanya.
Ang totoo ay ang lahat ng mga diskarte na ito ay mga stopgap lamang. Tutulungan nila kaming magpatuloy sa pagsulong sa susunod na dekada o higit pa, ngunit sa pagtatapos ng Batas ni Moore, ang tunay na hamon ay upang makagawa ng ilang panimulang mga bagong ideya para sa computing.
Malalim na Bagong Mga Arkitektura
Sa huling kalahating siglo, ang Batas ni Moore ay naging magkasingkahulugan sa computing, ngunit gumawa kami ng mga makina ng pagkalkula nang matagal bago naimbento ang unang microchip. Noong unang bahagi ng ika-20 siglo, unang pinasimunuan ng IBM ang mga electromechanical tabulator, pagkatapos ay dumating ang mga tubo ng vacuum at transistor bago naimbento ang mga integrated circuit sa huling bahagi ng 1950s.
Ngayon, mayroong dalawang bagong arkitektura na umuusbong na gagawing komersyal sa loob ng susunod na limang taon. Ang una ay kwantum computer , na may potensyal na maging libo-libo, kung hindi milyon-milyong, ng beses na mas malakas kaysa sa kasalukuyang teknolohiya. Parehong nagtayo ang mga IBM at Google ng mga gumaganang prototype at Intel, Microsoft at iba pa ay mayroong mga aktibong programa sa pag-unlad.
Ang pangalawang pangunahing diskarte ay neuromorphic computing , o chips batay sa disenyo ng utak ng tao. Ang mga magagaling sa mga gawain sa pagkilala sa pattern na may problema sa mga maginoo na chips. Ang mga ito rin ay libu-libong beses na mas mahusay kaysa sa kasalukuyang teknolohiya at nasusukat hanggang sa isang solong maliliit na core na may ilang daang 'neurons' at hanggang sa napakalaking mga array na may milyon-milyong.
Gayunpaman pareho sa mga arkitektura na ito ay may mga disbentaha. Ang mga computer ng kwantum ay kailangang palamig upang malapit sa ganap na zero, na naglilimita sa kanilang paggamit. Parehong nangangailangan ng malalim na magkakaibang lohika kaysa sa maginoo na mga computer at nangangailangan ng mga bagong wika ng programa. Ang paglipat ay hindi magiging seamless.
Isang Bagong Panahon Ng Pagbago
Sa nagdaang 20 o 30 taon, ang pagbabago, lalo na sa digital space, ay naging prangka. Maaari kaming umasa sa teknolohiya upang mapabuti sa isang nahuhulaan na tulin at pinapayagan kaming hulaan, na may mataas na antas ng katiyakan, kung ano ang posible sa mga darating na taon.
Na humantong sa karamihan ng mga pagsisikap ng makabagong ideya na nakatuon sa mga application, na may mabigat na diin sa end user. Ang mga startup na nakapagdisenyo ng isang karanasan, nasubukan ito, mabilis na umangkop at umulit ay maaaring magtagumpay sa malalaking kumpanya na may higit na mapagkukunan at sopistikadong panteknikal. Ginawa iyon ang liksi na tumutukoy sa mapagkumpitensyang katangian.
Sa mga darating na taon ang pendulum ay malamang na mag-swing mula sa mga application pabalik sa mga pangunahing teknolohiya na ginagawang posible. Sa halip na umasa sa mga mapagkakatiwalaang lumang paradigms, higit sa lahat ay gagana tayo sa larangan ng hindi alam. Sa maraming mga paraan, magsisimula ulit tayo at ang pagbabago ay magiging katulad ng noong 1950's at 1960's
Ang computing ay isang lugar lamang na umaabot sa mga limitasyong panteorya nito. Kailangan din namin susunod na henerasyon na mga baterya upang mapagana ang aming mga aparato, electric car at ang grid. Sa parehong oras, ang mga bagong teknolohiya, tulad ng genomics, nanotechnology at robotics ay nagiging pasikat at maging ang ang pamamaraang pang-agham ay tinatanong .
Kaya't papasok kami ngayon sa isang bagong panahon ng pagbabago at ang mga organisasyong pinakaepektibong nakikipagkumpitensya ay hindi ang mga may kakayahang makagambala, ngunit ang mga nais na harapin ang magagaling na hamon at mag-imbestiga ng mga bagong abot-tanaw.
