Kāda Ir Datoru Nākotne?

{h1}

Pēdējā pusgadsimta laikā datori ir kļuvuši divreiz jaudīgāki ik pēc diviem gadiem. Ja šī tendence turpināsies, kāda būs nākotne? Vai datori galu galā pārspēs cilvēku?

1958. gadā Texas Instruments inženieris, vārdā Džeks Kilbijs, uzmeta modeli uz pusmiltu germānija 11 milimetru garas "mikroshēmas" virsmas, izveidojot pirmo jebkad integrēto shēmu. Tā kā shēmā bija viens tranzistors - sava veida miniatūrslēdzis -, mikroshēmā varēja būt viens datu "bits": vai nu 1, vai 0, atkarībā no tranzistora konfigurācijas.

Kopš tā laika un ar nepārliecinošu konsekvenci inženieriem ir izdevies divreiz palielināt tranzistoru skaitu, ko viņi var ievietot datora mikroshēmās, ik pēc diviem gadiem. Viņi to dara, regulāri samazinot uz pusi tranzistoru izmēru. Mūsdienās pēc desmitiem šī dubultošanās un samazināšanas noteikuma atkārtojumu tranzistori mēra tikai dažus atomus pāri, un tipiska datora mikroshēma satur 9 miljonus no tiem uz kvadrātmetru milimetru. Datori ar lielāku tranzistoru skaitu sekundē var veikt vairāk aprēķinu (jo šaušanai ir pieejami vairāk tranzistoru), un tāpēc tie ir jaudīgāki. Skaitļošanas jaudas divkāršošanās ik pēc diviem gadiem ir pazīstama kā "Mūra likums", pēc Gordona Mūra, Intel inženiera, kurš tendenci pamanīja 1965. gadā.

Mūra likums padara pagājušā gada klēpjdatoru modeļus novecojušus, un tas, bez šaubām, padarīs nākamā gada tehnoloģiju ierīces elpu aizraujoši mazas un ātras, salīdzinot ar mūsdienu. Bet malā ir patērētājdarbība, kur galu galā ir skaitļošanas jaudas eksponenciālais pieaugums? Vai datori galu galā pārspēs cilvēku? Un vai viņi kādreiz pārstās kļūt varenāki?

Īpašība

Daudzi zinātnieki uzskata, ka skaitļošanas jaudas eksponenciālais pieaugums neizbēgami noved pie nākotnes mirkļa, kad datori sasniegs cilvēka līmeņa intelektu: notikumu, kas pazīstams kā "singularitāte". Un pēc dažām domām, laiks ir gandrīz.

Fiziķis, autors un sevis aprakstītais "futūrists" Ray Kurzweil ir paredzējis, ka datori divu gadu desmitu laikā nonāks līdzvērtīgā stāvoklī ar cilvēkiem. Viņš pagājušajā gadā sacīja Time Magazine, ka inženieri sekmīgi pārveidos cilvēka smadzenes līdz 2020. gadu vidum, un līdz šīs desmitgades beigām datori būs spējīgi izlūkdatus cilvēka līmenī.

Secinājums izriet no Mūra likuma projekcijas nākotnē. Ja skaitļošanas jaudas divkāršošanās ik pēc diviem gadiem turpinās pastāvēt, "tad līdz 2030. gadam jebkura tehnoloģija, kuru mēs izmantojam, būs pietiekami maza, lai visu skaitļošanas jaudu, kas ir cilvēka smadzenēs, mēs varētu ievietot smadzeņu fiziskā apjomā, "paskaidroja Pīters Denings, izcils Jūras spēku doktorantūras datorzinātņu profesors un skaitļošanas inovāciju eksperts. "Futūristi uzskata, ka tas ir nepieciešams mākslīgajam intelektam. Tajā brīdī dators sāk domāt pats." [Kā veidot cilvēka smadzenes]

Tas, kas notiks tālāk, nav skaidrs - un par to tika spekulētas jau kopš skaitļošanas rītausmas.

"Kad mašīnas domāšanas metode ir sākusies, nebūtu vajadzīgs ilgs laiks, lai pārspētu mūsu vājās spējas," Alans Turings teica 1951. gadā sarunā ar nosaukumu "Inteliģenta tehnika: ķecerīga teorija", kas tika prezentēta Mančestras universitātē Lielbritānijā. "Tāpēc kādā brīdī mums jārēķinās, ka mašīnas pārņems kontroli." Britu matemātiķis I.J. Laba hipotēze, ka "īpaši inteliģentas" mašīnas, kas izveidotas, varētu projektēt vēl labākas mašīnas. "Tad neapšaubāmi notiks“ izlūkošanas sprādziens ”, un cilvēka inteliģence būs tālu atpalikusi. Tādējādi pirmā īpaši inteliģentā mašīna ir pēdējais izgudrojums, kas cilvēkam jebkad ir jāveic,” viņš rakstīja.

Buzz par gaidāmo singularitāti ir kļuvis tik izplatīts, ka nākamajā mēnesī iznāk pat grāmata ar nosaukumu "Singularity Rising" (BenBella Books), kuru autors ir Džeimss Millers, Smita koledžas ekonomikas profesors, par to, kā izdzīvot post-singularitātes pasaule. [Vai internetu varētu kādreiz iznīcināt?]

Smadzenēm līdzīga apstrāde

Bet ne visi vērtē šo savdabības jēdzienu vai domā, ka mēs to kādreiz sasniegsim. "Daudzi smadzeņu zinātnieki tagad uzskata, ka smadzeņu sarežģītība ir tik milzīga, ka pat ja mēs varētu izveidot datoru, kas imitē struktūru, mēs joprojām nezinām, vai mūsu veidotā lieta spētu darboties kā smadzenes," Dennings pastāstīja Life's Little Mysteries. Varbūt bez sensoro ieejas no ārpasaules datori nekad nevarētu kļūt par sevi.

Citi apgalvo, ka Mūra likums drīz sāks izjaukt vai ka tas jau ir. Arguments izriet no fakta, ka inženieri nevar mazināt tranzistoru daudz vairāk, nekā viņiem jau ir, jo viņi jau tagad atomu robežas. "Kad tranzistorā ir tikai daži atomi, jūs vairs nevarat garantēt, ka daži atomi uzvedas tā, kā viņiem paredzēts," skaidroja Denings. Atomu mērogā notiek savādi kvantu efekti. Tranzistori vairs neuztur vienu stāvokli, ko apzīmē ar “1” vai “0”, bet tā vietā negaidīti vakuējas starp diviem stāvokļiem, padarot shēmas un datu glabāšanu neuzticamu. Otrs ierobežojošais faktors, pēc Denninga teiktā, ir tāds, ka tranzistori izdala siltumu, pārslēdzoties starp stāvokļiem, un, kad pārāk daudz tranzistoru, neatkarīgi no to lieluma, tiek sakrauti vienā silīcija mikroshēmā, siltums, ko viņi kolektīvi izstaro, izkausē mikroshēmu.

Šo iemeslu dēļ daži zinātnieki saka, ka skaitļošanas jauda tuvojas tā zenītam. "Jau mēs redzam Mūra likuma palēnināšanos," maijā teorētiskais fiziķis Miči Kaku sacīja BigThink lekcijā.

Bet, ja tas tā ir, tas daudziem ir jaunums. Oksfordas universitātes matemātikas profesore Doyne Farmer, kas pēta tehnoloģiju attīstību, saka, ka ir maz pierādījumu Mūra likuma izbeigšanai. "Es esmu gatavs derēt, ka nav pietiekami daudz datu, lai izdarītu secinājumu, ka ir novērota [Mūra likuma] palēnināšanās," Farmers stāstīja Life's Little Mysteries. Viņš saka, ka datori turpina kļūt jaudīgāki, jo tie kļūst smadzenēm līdzīgāki.

Datori jau tagad var veikt atsevišķas operācijas pēc apjoma ātrāk, nekā spēj cilvēki, sacīja Farmers; tikmēr cilvēka smadzenes joprojām ir daudz labākas, veicot paralēlu apstrādi vai veicot vairākas operācijas vienlaikus. Pēdējā pusgadsimta laikā inženieri datoru padarīja ātrāku, palielinot tranzistoru skaitu procesoros, bet viņi tikai nesen sāka "paralizēt" datoru procesorus. Lai izvairītos no tā, ka atsevišķus procesorus nevar papildināt ar papildu tranzistoriem, inženieri ir sākuši palielināt skaitļošanas jaudu, veidojot daudzkodolu procesorus vai mikroshēmu sistēmas, kas paralēli veic aprēķinus. "Tas kontrolē siltuma problēmu, jo jūs varat palēnināt pulksteni, "paskaidroja Denings. "Iedomājieties, ka katru reizi, kad procesora pulkstenis ērcēs, tranzistori aizdegas. Tāpēc tā vietā, lai mēģinātu paātrināt pulksteni, lai palaistu visus šos tranzistorus ar ātrākiem ātrumiem, jūs varat saglabāt pulksteni lēni un veikt paralēlas darbības ar visām mikroshēmām." Viņš saka, ka Mūra likums, iespējams, turpināsies, jo datoru procesoru kodolu skaits divkāršosies ik pēc diviem gadiem.

Un tāpēc, ka paralēlums ir sarežģītības atslēga, "Savā ziņā daudzkodolu procesori liek datoriem darboties vairāk kā smadzenes," Farmers pastāstīja Life's Little Mysteries.

Un tad pastāv kvantu skaitļošanas iespēja nākotnē - salīdzinoši jauns lauks, kas mēģina izmantot kvantu stāvokļiem raksturīgo nenoteiktību, lai veiktu ievērojami sarežģītākus aprēķinus, nekā tas ir iespējams mūsdienu datoriem. Tā kā parastie datori informāciju glabā bitos, kvantu datori informāciju glabā kvadrātos: daļiņas, piemēram, atomus vai fotonus, kuru stāvokļi ir "iepinušies" viens ar otru tā, ka izmaiņas vienai no daļiņām ietekmē visu pārējo stāvokli. Caur sapīšanos, viena operācija, kas tiek veikta kvantu datorā, teorētiski ļauj uzreiz veikt neaptverami milzīgu skaitu aprēķinu, un katra papildu daļiņa, kas pievienota sapinušos daļiņu sistēmai, divkāršo datora veiktspējas iespējas.

Ja fiziķiem izdosies izmantot kvantu datoru potenciālu - kaut ko viņi cenšas darīt -, Mūra likums noteikti atradīsies tālu nākotnē, viņi saka.

Galīgā robeža

Ja Mūra likums paliek spēkā un datora jauda turpina pieaugt eksponenciāli (vai nu pateicoties cilvēka izdomai, vai arī zem sava ultrainteliģenta tvaika), vai ir kāds brīdis, kad progress būs spiests apstāties? Fiziķi Lawrence Krauss un Glenn Starkman saka "jā". Viņi 2005. gadā aprēķināja, ka Mūra likumi var būt spēkā tik ilgi, kamēr datoriem faktiski beidzas matērija un enerģija Visumā, lai tos izmantotu kā bitus. Galu galā datori nevarēs paplašināties tālāk; viņi nevarēs izvēlēties pietiekami daudz materiāla, lai ik pēc diviem gadiem dubultotu savu bitu skaitu, jo Visums pārāk ātri paātrināsies, lai viņi varētu panākt un aptvert vairāk tā.

Tātad, ja Mūra likums turpina ievērot tikpat precīzi kā līdz šim, kad Krauss un Starkmans saka, ka datoriem jāpārtrauc augt? Prognozes norāda, ka dators 600 gadu laikā aptvers visu sasniedzamo Visumu, katru materiālu un enerģiju pārvēršot par tā ķēdes daļu.

Tas varētu šķist ļoti drīz. "Neskatoties uz to, Mūra likums ir eksponenciāls likums," Life Rietumu universitātes fiziķis Starkmans stāstīja Life's Little Mysteries. Tik daudz reižu varat divkāršot bitu skaitu, pirms pieprasāt visu Visumu.

Personīgi Starkmans domā, ka Mūra likums sabojāsies ilgi pirms galīgais dators apēdīs Visumu. Faktiski, viņaprāt, aptuveni 30 gadu laikā datori pārstāj kļūt jaudīgāki. Galu galā nav teikts, kas notiks. Mēs varētu sasniegt singularitāti - punktu, kad datori kļūst apzināti, pārņem un pēc tam sāk sevi pilnveidot. Vai varbūt mēs to nedarīsim. Šomēnes Dennings ir izlicis jaunu rakstu žurnālā Communications of the ACM ar nosaukumu “Nejūties slikti, ja nevari paredzēt nākotni”. Tas attiecas uz visiem cilvēkiem, kuri pagātnē ir mēģinājuši to darīt, un cieta neveiksmi.

Šo stāstu sniedza Life's Little Mysteries, vietne WordsSideKick.com. Sekojiet Natālijai Volčoverei vietnē Twitter @nattyover vai Life's Little Mysteries @llmysteries. Mēs esam arī Facebook un Google+.


Video Papildinājums: Nākotnes tehnoloģija-kvantu dators.




Pētniecība


Vai Tvaika Vilcieni Var Iegūt Tīru Enerģiju Uz Ceļa?
Vai Tvaika Vilcieni Var Iegūt Tīru Enerģiju Uz Ceļa?

Kā Darbojas Laiks, Kas Ceļo “Atpakaļ Uz Nākotni”, Delorean (Infographic)
Kā Darbojas Laiks, Kas Ceļo “Atpakaļ Uz Nākotni”, Delorean (Infographic)

Zinātne Ziņas


Šis Ieslēptais Pērtiķis, Iespējams, Iedvesmoja Dr Seuss 'Lorax
Šis Ieslēptais Pērtiķis, Iespējams, Iedvesmoja Dr Seuss 'Lorax

Subglaciālais Izvirdums Sākas Islandes Bardarbungas Vulkānā (Atjaunināts)
Subglaciālais Izvirdums Sākas Islandes Bardarbungas Vulkānā (Atjaunināts)

Pārsteigums! Zivju Lurk Antarktīdas Tumšajā Pazemes Vidienē
Pārsteigums! Zivju Lurk Antarktīdas Tumšajā Pazemes Vidienē

Kāpēc Princis Viljams Iet Pliks?
Kāpēc Princis Viljams Iet Pliks?

Pašnāvība: Statistika, Brīdinājuma Zīmes Un Profilakse
Pašnāvība: Statistika, Brīdinājuma Zīmes Un Profilakse


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com