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
8 признаков, что вы эмпат 8 признаков, что вы эмпат

Чем может обернуться дар эмпатии?

Psychologies
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
Нико Пиросмани. Жил-был художник один Нико Пиросмани. Жил-был художник один

Бездомный гений превратил в персональную галерею почти весь город

Караван историй
Польза гнева: как злиться правильно Польза гнева: как злиться правильно

Гнев — одна из самых сильных человеческих эмоций

Psychologies
Елизавета II и ее корги: история в фотографиях Елизавета II и ее корги: история в фотографиях

Королева Елизавета II разводила вельш-корги на протяжении 70 лет

Esquire
Над златом чахнет Над златом чахнет

Фантастические торговцы

Мир Фантастики
8 разоблачающих фактов о гаремах 8 разоблачающих фактов о гаремах

Узнав это, ты раздумаешь становиться султаном (даже если тебя очень уговаривают)

Maxim
Газовая атака: смогут ли американские производители вытеснить российский газ Газовая атака: смогут ли американские производители вытеснить российский газ

«Газпрому» придется делать уступки для европейских покупателей газа

Forbes
Какие навыки работы с компьютером должен освоить ребенок? Какие навыки работы с компьютером должен освоить ребенок?

Какими навыками работы с офисными программами следует владеть подростку

Psychologies
Канье Уэст пишет книгу о философии прямо в твиттере Канье Уэст пишет книгу о философии прямо в твиттере

Это не финансовая возможность, а врожденная потребность в выражении

Esquire
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
Американская дочь Американская дочь

Как Дженнифер Лоуренс морили голодом и к чему это привело

GQ
8 привычек, которые изменят вашу жизнь 8 привычек, которые изменят вашу жизнь

Многие хотят изменить жизнь, но мало кто может на это решиться

Psychologies
На что будут способны ДНК-компьютеры будущего? На что будут способны ДНК-компьютеры будущего?

Перспектива развития ДНК-компьютеров

Популярная механика
Предсказуемая опасность. Почему МЧС не может закрыть торговые центры с нарушениями Предсказуемая опасность. Почему МЧС не может закрыть торговые центры с нарушениями

Как арендаторы могут защитить себя в случае нештатной ситуации?

Forbes
Успех на расстоянии: как сделать из филиала источник дохода, а не проблем Успех на расстоянии: как сделать из филиала источник дохода, а не проблем

Как удержать единую стратегию развития компании с множеством филиалов?

Forbes
10 лучших альбомов месяца 10 лучших альбомов месяца

10 наиболее интересных альбомов апреля

Esquire
Девушка с характером Девушка с характером

У меня сложный характер, – признается актриса Дарья Юрская

GALA Биография
Girl in Vogue: Миа Моретти Girl in Vogue: Миа Моретти

Американская модница рассказала Vogue о своем отношении к моде планах на лето

Vogue
Паритет в отношениях Паритет в отношениях

Загородный дом в Подмосковье Павел Бурмакин оформил в классическом стиле

SALON-Interior
Конструируя реальность Конструируя реальность

Что великого в фильме «Космическая одиссея 2001 года»

Мир Фантастики
Как изменилась личная жизнь резидентов Comedy Club за 13 лет шоу Как изменилась личная жизнь резидентов Comedy Club за 13 лет шоу

Что изменилось в личной жизни артистов за годы существования Comedy Club?

Cosmopolitan
Coshe Furs — бренд с особой формулой Coshe Furs — бренд с особой формулой

Уникальный и одновременно универсальный бренд Coshe Furs

Cosmopolitan
Бытовые метаморфозы Бытовые метаморфозы

Привычные артефакты автомобильного интерьера могут вообще исчезнуть

Quattroruote
Шеф-повар Сергей Кожаков:В Азии я мечтаю о борще Шеф-повар Сергей Кожаков:В Азии я мечтаю о борще

Почему хорошие сашими равнозначны путешествию в Японию

СНОБ
Локальный диск Локальный диск

Знаменитый певец Рики Мартин поселился с семьей в доме 1950‑х годов

AD
На те же грабли На те же грабли

Нужно ли давать второй шанс отношениям со своим бывшим мужчиной

Лиза
Полевые работы: сколько стоит вырастить футболиста для «Спартака» Полевые работы: сколько стоит вырастить футболиста для «Спартака»

Как устроена подготовка молодых футболистов и каких затрат она требует

Forbes
Эмили Блант: “Мужчины хотят снимать фильмы о сильных женщинах” Эмили Блант: “Мужчины хотят снимать фильмы о сильных женщинах”

Эмили Блант — о новом проекте и о том, как совмещать личную жизнь и работу

Esquire
Открыть в приложении