Компьютер будущего

[Fractal]

Все мы представляем, какая огромная разница разделяет, например, типичный персональный компьютер современности, и начала 80-х. Если бы мне в конце 80-х сказали бы, что через пятнадцать лет на моем компьютере будет установлен гигабайт оперативной памяти, а объем винчестера будет в десять тысяч раз превышать суммарный объем всех цифровых носителей в доме, я бы рассмеялся. И всеже это так
Такое невероятное количественное преимущество не может не вылиться в качественное. Сейчас для большинства компьютер это не громоздкое и требующее достаточно квалифицированного обслуживания оборудование для выполнения пары-тройки специфических операций, а удобный инструмент для легкого и интуитивного решения кучи задач - от прослушивания музыки и общения по интернету до моделирования в 3д и программирования.
Ну еще и игры! Про их развитие даже и говорить не надо.
А миниатюризация? Ноутбуки, субноутбуки, кпк, смартфоны?
Все это плоды последних лет, причем в порядке уменьшения размеров, чего нельзя сказать о функциональности.
Все это не может не радовать Думается, интересно попробовать заглянуть в будущее, лет этак через 5,10, 20, 30 и спрогнозировать дальнейшее развитие на этом фронте.
Слово предоставляется....

 

[Jennifer]

Хех.. ну, мне кажется, внешний вид-то не изменится, а пентиумы будут расти. И размеры, скорости ... Можно будет одновременно играть в несколько игр. Сложно, на самом деле, предугадать ... радует, что все точно будет только лучше и качественнее.

 

[klever]

Ну мегагерцы растут, имхо будет большая универсальность, возможно чипсеты будут поддерживать несколько типов процов + маки. с сокетами сложнее.

естественно 64 разрядные.
Мониторы -OLED и память без движущихся частей + SD вместо дискет.

ИМХО

 

[Michael]

Смотря какое будущее брать.
Если ближайшие 5-10 лет, то, имхо, будет тоже, что и сейчас, только больше, быстрее, мощнее...
Если брать дальше -- черт его знает. Вполне возможно появление каких-то новых технологий. о которых мы сейчас и не подозреваем. Соглашусь с k|ever в той части, что память будет без движущихся частей. Скорее всего винчестеры в своем нынешнем виде рано или поздно потеряют популярность. Уже сейчас есть Flash карты на 1-2 Gb...
А вот на счет того, что чипсеты будут держать несколько процессоров -- тут можно и не мечтать. И дело тут не в технологиях, а в деньгах, то есть в прибылях производителя процессоров и чипсетов.

 

[Fractal]

k|ever
Насчет большей универсальности, не уверен. Пока, например, наоборот дифференциация идёт, согласен с Michael.
Сокетов и форматов всё больше.
Насчёт памяти без движущихся частей согласен!
Самая ненадежная и МЕДЛЕННАЯ часть современного компьютера - винчестер.
С другой стороны, процесс прироста тактовой частоты процессоров сейчас имеет тенденцию к замедлению.
За весь год штатная частота процессоров Интел выросла с 3066 мгц до 3200. (если Прескотт всё-таки выйдет, то до 3400, но это только чуть больше 10%) У амд тоже самое, частота не выросла (даже упала, был торобред 2250 МГц, а сейчас самый высокочастотный - бартон 2200МГц). Конечно, в дальнейшем будут внедрятся новые техпроцессы, новые технологии уменьшения тока утечки, улучшения характеристик транзисторов, но это не безгранично. Рано или поздно та граница, которой нас давно уже пугают будет достигнута.
А требования расти будут, так уж устроен этот рынок.
Возможно, это выльется в многопроцессорные конфигурации на рынке пк и многоядерные процессоры (Hyper-Threading не первый ли звоночек?).
Кроме банального увеличения числа ядер есть и ещё и один путь - дальнейшая дифференциация по задачам, например появление дополнительной карты расширения, со своим чипом, отвечающей, допустим, за моделирование физ.процессов (новый чип с поддержкой релятивистских инструкций - это мазово ), или за искуственный интелект. Таким образом в своё время родились 3д-ускорители, и сейчас они в каждом компьютере.
Ещё не может не волновать проблема охлаждения всех этих элементов, уже сейчас тепловая мощность топовых процессоров интел достигат 100Вт, да и атлоны не сильно отстают. А с ростом частот это число должно увеличиваться квадратично. Новые техпроцессы конечно же замедляют этот процесс, но не достаточно. 5 лет назад тепловыделение 40вт считалось чудовищным. Если учесть, что возможности воздушных кулеров не безграничны (уже сейчас почти все из них используют медный радиатор или хотя бы вставку из меди, да и размерами они страдают.) Так что логично предположить переход на жидкостное охлаждение как стандарт. А там уже и до азота недалеко

 

[Unknown]

только больше, быстрее, мощнее...

Не больше, а меньше..
хех.. мое мнение, двигателем всего этого явяются игры и те же разработки, к примеру, чтобы просчитать силу взрыва атомной бомбы надо 112 амд по 1300 гц каждая.. Недавно в каком-то журнале прочитала статью, про внедрение био-инжинерии в технику.. Чего то там про ДНК и ее способность в вычислениям.. (т.е. будет не 0 и 1, а анедин, гуанин, тимин и урацил)..
Найду статью это - расскажу подробнее

 

[Fractal]

Да, биочипы, хранение информации с помощью нуклеотидных цепей, логические и другие операции с помощью белков и прочее - выглядит невероятно заманчиво
Чего стоит только то, что одна нуклеотидная пара (аденин-тимин или гуанин-цитозин) может нести 2 бита, а в днк человека, например, порядка 10^10 таких пар.
Итого, порядка двух гигабайт на молекулу массой 10^-11!
Кроме того, вероятно, используя биотехнологии получится создать схему, использующую не дискретную логику, а непрерывную, что изменит в корне представление о возможностях компьютера.
Кстати, этой же особенностью отличаются и гипотетические квантовые компьютеры, носителями информации в которых являются фотоны, а минимальная единица информации называется кубит (QBit, quantum bit, квантовый бит).
Из-за вероятностной структуры параметров фотонов (квантовая функция) следует непрерывность информации. (грубо говоря, кубит несет в себе не 0 или 1, а непрерывную функцию).
Ещё одной интересной особенностью квантовых вычислений и передачи информации является возможность создания сети с принципиально неперехватываемыми пакетами, что основывается на двух принципах, первый это постулированный в физике принцип, согласно которому скорость света - максимально возможная для частиц в природе, а второй - принцип того, что любое измерение/обнаружение фотона (как и любой другой элементарной частицы) приводит к изменению измеряемых параметров. Если интересно, могу попытаться рассказать подробнее
Все эти невероятные особенности откроют перед квантовыми компьютерам невероятные перспективы, но пока ни один квантовый компьютер не создан. И проблемы чисто технические. (нужна намного большая точность, и совпадение многих параметров, чего пока не удается добиться)

 

[Ritorn]

Когда самолеты подошли к определенному скоростному барьеру ( около 700 км/ч), встала проблемы, что делать дальше? Принцип бензомотора с винтом, тянущим за собой самолет, не позволял преодолеть этот предел. Нужен был принципиально новый тип двигателя. И винтовой двигатель сменился реактивным.
С компьютерами мне кажется примерно та же ситуация, пока будут наращиваться скорости тактовой частоты, объемы памяти, а потом придет момент и потребуется совершенно иной тип процессора, который будет отвечать запросам будщего, и его создадут. Есть вероятность, что уже создают.

Fractal

Так что логично предположить переход на жидкостное охлаждение как стандарт. А там уже и до азота недалеко

Можно высказать свое мнение?
Разница между жидокстным охлаждением и криосистемами с теплоносителем на основе жидкого азота, такая же как между кулером и системой жидкостного охлаждения. Это разные порядки охлаждения во всех отношениях. И в первую очередь с точки зрения температурного режима.
Одно дело когда речь идет о температурах теплоносителя в диапазоне +4 ... -20 С, другое когда говорят о сверх низких температурах. Проблемы которые встанут для создания миниатюрных криосистем слишком сложные и даже решив их, внедрение в быт, может оказаться не рентабельным.
На самом деле, существуют другие способы и принципы охлаждения, которые гораздо перспективнее и при желании можно их обсудить.

 

[Fractal]

Ritorn

С компьютерами мне кажется примерно та же ситуация, пока будут наращиваться скорости тактовой частоты, объемы памяти, а потом придет момент и потребуется совершенно иной тип процессора, который будет отвечать запросам будщего, и его создадут. Есть вероятность, что уже создают.

А мы про что говорим?

Разница между жидокстным охлаждением и криосистемами с теплоносителем на основе жидкого азота, такая же как между кулером и системой жидкостного охлаждения.

Не спорю, имхо даже бОльшая разница. Но при этом, всё равно не слишком большая. Скорее, психологическая.

Проблемы которые встанут для создания миниатюрных криосистем слишком сложные и даже решив их, внедрение в быт, может оказаться не рентабельным.

Я и не говорил, что в будущем повсеместную распространенность завоюют именно системы охлаждения на жидком азоте, просто привёл пример. Впрочем, раз уж ты начал...
Миниатюрные системы криоохлаждения существуют не первый год, просто пока они действительно нерентабельны. В любом случае, если рынок потребует, они могут быстро подешеветь, не вижу принципиальных ограничений для этого. Если энергопотребление отдельных узлов достигнет того предела, когда без такого эффективного охлаждения уже будет невозможно обойтись, то в дальнейшем, несомненно, они будут проектироваться с учётом всех особенностей такого охлаждения, и это очень сильно облегчит техническую задачу. Кроме того, схожий эффект может дать полная стандартизация таких узлов ПК, как БП, корпус, система охлаждения, и оптимизация их всех для эффективного охлаждения. Ну а самое главное - если системы криогенного охлаждения будут востребованы, появится множество производителей этого самого криогенного охлаждения, обострится конкурентная борьба и будут найдены новые технические решения. С учетом всего этого, думаю, что системы такого рода могут запросто подешеветь на порядок, а уже сейчас некоторые (например, vapochill, или Kryotech G2), стоят намного меньше 1000$.
Думаю, 100$ за корпус + бп + система охлаждения - цена не слишком большая, особенно, если туда устанавливается hi-end конфигурация за 1500-2000$.
Так что я считаю, что если в течении 5-10 лет не удастся принципиально понизить уровень энергопотребления процессоров, видеокарт итп, то криогенное охлаждение + элементы пельтье и прочее может стать повсеместной реальностью.

 

[Comens-la-la]

Я в компьютерах совсем не специалист, но вот что мне попалось.
C месяц назад один из руководителей Национального аэрокосмического агентства США подтвердил, что НАСА ведет разработку компьютеров, управляемых силой мысли. Пользователь думает — компьютер делает. Кнопок нажимать не надо, мышек двигать не требуется — только думай побыстрее.
При этом научный проект «аппарата для перемещения импульса сознания в заданную точку пространства и времени» принадлежит российскому ученому — академику РАЕН, эксперту Комитета по предотвращению глобальных катастроф при ЮНЕСКО, доктору физико-математических наук Григорию Грабовому. О нем стало известно в 1999 году. Правда, денег на создание компьютера, управляемого мыслью человека, в нашей стране нет.
Сейчас Григорий Петрович, по сведениям «М-Э», внедряет свою технологию «мысленного управления» техническими системами в Международном центре профилактики катастроф при МЧС России. Выходит, американцам мы подарили гениальную разработку для глобального внедрения, а сами попользуемся лишь малой толикой грядущего чуда.

Мегаполис-Экспресс №20
Раздел "ИЗ неопубликованного", опубликовано 09 Сен, 2003.

 

[miXei]

поднятие темы...

 

[Kosh]

Comens-la-la, а всегда так, всегда у нас всё делается не через то место... Как всегда мы упускаем величайший прорыв и перспективы развития нечто нового. Сколько у нас в стране разработок ни было - большинство "не находило области применения" либо "не было средств на реализацию проекта", поэтому продавали технологию в другие страны за бесценок...
По теме: учитывая темпы роста технологий, вполне возможно появление принципиально нового типа компьютеров, ну хоть не через 5 лет, но через 15-20 точно. Мне компьютер представляется, как нечто очень маленькое, подключаемое непосредственно к человеку. Это единая сеть доступной информации за доли секунды и управляемая силой мысли человека. Вобщем, всеобщая мобилизация, как говорится... Однако, это вселяет опасения, ведь вероятность того, что нами при этом будут управлять очень велика... Будет такое общество киборгов под контролем "сильных мира сего".

 

[Гость из будущего]

Comens-la-la, а всегда так, всегда у нас всё делается не через то место... Как всегда мы упускаем величайший прорыв и перспективы развития нечто нового. Сколько у нас в стране разработок ни было - большинство "не находило области применения" либо "не было средств на реализацию проекта", поэтому продавали технологию в другие страны за бесценок...

Не в стране дело. Ну знаю я, каков будущий компьютер,
даже прототип уже возможен (для серийного производства
компонентов пока не производят) - и что ?
Наши и забугорные фирмы одинаково реагируют, то есть никак.
Не нужен начальству новый компьютер - вот и вся проблема.
Разработал Ксерокс персональный компьютер и поставили в
музей, ИБМ пять лет мылилось, прежде чем ихнее начальство
наконец признало, что не плетью обуха не перешибешь.

 

[Sirin]

Безусловно будущее за квантовыми компьютерами и это будущее не такое уж далекое...

Исследования в области квантовых компьютеров пока находятся в самой начальной стадии, и специалисты считают, что на создание полноценного действующего квантового компьютера потребуется еще не меньше десятка лет. В перспективе, квантовые компьютеры могут произвести настоящую революцию благодаря их способности за несколько секунд проводить расчеты, на которые у обычных компьютеров ушли бы миллионы лет.

Что же такое квантовый компьютер (энтропийно-квантовый компьютер)?

Речь идет о твердотельном квантовом компьютере, где в качестве квантового процессора используются кристаллы гидроксиапатита кальция Ca5 (PO4)3OH. Микроструктура кристалла представляет собой плоскости, перпендикулярные одномерным цепочкам протонов гидроксильных групп. Каждая цепочка окружена шестью ближайшими соседними цепочками, и существенно, что расстояние между цепочками почти в три раза больше, чем расстояние между протонами в самой цепочке. Поскольку диполь - дипольное взаимодействие (ДДВ) ядерных спинов убывает с расстоянием r, как r-3, константа ДДВ соседних ядерных спинов в одной цепочке в 20 раз больше максимальной константы ДДВ спинов в соседних цепочках, поэтому можно считать, что цепочки ядерных спинов слабо взаимодействуют между собой.

В чем же отличие? Оно самое разительное.

Квантовые биты (кубиты) - это не просто двоичная единица или двоичный ноль, кубит может принимать эти два значения одновременно. Таким образом, чем больше число кубитов, тем больше число различных значений может быть представлено сцепленными кубитами. Два кубита могут содержать четыре различных значения, которые могут обрабатываться одновременно, три кубита - восемь значений и так далее, в геометрической прогрессии.

В чем же проблема?

Главной проблемой на сегодняшний день ученые называют удержание квантового сцепления кубитной пары и недопущение ее декогеренции на протяжении длительного времени. Пока время декогеренции удается задержать лишь на несколько сот пикосекунд. Так же проблема состоит в сложной и весьма запутанной волновой функции компьютера за счет взаимодействия с окружением. Это взаимодействие разрушает в первую очередь именно квантовые корреляции, которые и составляют основу параллельной работы квантового компьютера. В настоящее время разрабатываются специальные схемы защиты квантовой информации от влияния окружения, главным образом за счет введения избыточности и на этом пути достигнуты успехи.

Из истории.

Впервые о вычислительных возможностях устройств на квантовых элементах задумался в 1980 году русский математик Ю.И. Манин. Одновременно над этой проблемой работали американский физик П. Бенев и английский ученый-теоретик Д. Дейч. Они-то и предположили создание квантового компьютера. Но неизвестно, стала бы эта идея популярной, если бы не Нобелевский лауреат в области физики (1965 года) Ричард Фейнман. Он понял какие выгоды можно извлечь от создания таких устройств.

Конечно, создание квантового компьютера откроет новые небывалые возможности перед человечеством, нужно только ими правильно воспользоваться.

 

[orexogriz]

будующее рядом...
кварц как материал изживает себя.....
уже нет таких огромных приростов....
скоро будет новый материал, на мой взгляд это алмаз...
"уже есть первые эксперименты... также налажено производство крупных не дорогих искуственных алмазов..."
Популярная Механика июнь 2004г.
память это неоспоримо флеш или его аналог....
ну а сами компьютеры... думаю будут уже более специфичны хотя они и сейчас доволбьно разные...
мне кажеться будующее за неёронными сетями и нечёткой логикой...
хотя простому обывателю это не нужно...
http://mp.ustu.ru/Users/Kalinin/Files/Intellect/ЭТОТ НЕЧЕТКИЙ,НЕЧЕТКИЙ, НЕЧЕТКИЙ МИР.htm
http://www.gotai.net/documents/doc-l-fl-001.aspx

 

[Селен@]

ну со скростью и пентиумами - это само собой разумеешееся.... Главное чтобы он был компактным...более долгим в эксплуатации. И простым в обращении....а то как крышку корпуса откроешь....Так там куча проводков....среди которых мона заблудиться.....так чтобы это не было...

 

[Sirin]

Кстати старая информация в эту тему. Новость 2003 года, но о ней сдесь не вспоминали. Израильским ученым впервые удалось создать действующее электронное устройство на основе нанотрубок с помощью молекул ДНК. Это открытие позволит в будущем радикально изменить технологию производства в электронике, заявляют разработчики.
Вобщим и в области компьютерной техники нанотрубки пригодились. Наверное в будущем даже туалетная бумага будет из нанотрубок - такой это отличный материал. Ну это я шучу.
Более полная информация на:
http://www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2003/11/24/152095

 

[Sirin]

Еще о квантовых компьютерах, в контексте темы "Сжатие информации (с точки зрения квантовой механики)"...

Квантовые свойства магнитных молекул, да и в целом - магнитная мезоскопика, представляют интерес в проблеме квантовых компьютеров, а также в задачах квантовой телекоммуникации и криптографии (“квантовой информатики”).

Вычисления отвечают законам эволюции состояний квантовой механики и, следовательно, описываются решениями уравнения Шредингера. Последнее обратимо во времени, поэтому вычисления и не сопровождаются потерей информации.

Простейший логический элемент - оператор преобразования между чистыми состояниями 0«1. Для спиновой системы этому оператору отвечает одна из матриц Паули sx. Если в качестве значений q-бита выступает проекция спина или поляризация фотона, то такая операция представляет собой поворот соответствующего вектора на угол p/2. В классической информатике этому элементу соответствует операция “не”. Уже найдены и экспериментально опробованы реализации и других логических элементов, так что на сегодня в квантовой информатике в принципе известно, как осуществить вычисления для произвольной логической функции.

Квантовый компьютер в целом представляет собой систему, состоящую из определенного набора ячеек, состояния которых кодируются q-битами, и логических элементов; состояние компьютера в любой момент времени определяется полной волновой функцией, зависящей от координат всех ячеек и их состояний. Эволюция во времени (процесс вычислений) определяется Гамильтонианом квантового компьютера.

Главное достоинство квантового компьютера основано на использовании принципа суперпозиции, позволяющего обрабатывать информацию параллельно, что колоссально ускоряет вычисления. Например, квантовый компьютер, оперирующий с 200 q-битами, может достичь такого же эффекта при разложении 400-разрядного числа на простые множители (это важная задача криптографии), как 2200 одновременных вычислений с классическими битами. Невозможно представить себе обычный компьютер с таким количеством процессоров. Специалисты говорят по этому поводу, что квантовый компьютер может производить подобные вычисления экспоненциально быстрее, чем лучшие из известных в настоящее время классических алгоритмов.

Еще одна серьезная проблема помимо когерентности (см. пост) - обеспечение ввода и вывода информации и управление логическими элементами на атомном уровне. Магнитные молекулы здесь представляются особенно перспективными, поскольку они обладают большим спином в сочетании с бистабильностью, и, следовательно, достаточно сильным взаимодействием между собой и с внешними приборами. Роль бистабильной двухуровневой системы в этом случае может играть мезоскопический спин магнитной наночастицы. Благодаря сильной (экспоненциальной) зависимости частоты туннелирования от высоты потенциального барьера могут быть созданы элементы логики, управляемые изменением его высоты.

Квантовые методы обработки и передачи информации (криптография и телекоммуникация) уже выходят из лабораторий в мир практики. На этом пути решаются и технологические задачи конструирования наноструктур и создания суперпарамагнетиков.

К суперпарамагнетикам относятся ультрадисперсные магнитные материалы, среди которых есть и полимеры, и пластмассы, и жидкости, и жидкие кристаллы, а также нанокомпозитные металлические и органические с магнитными компонентами пленки. Изучение суперпарамагнетизма ультрадисперсных сред проводится представляет один из перспективных разделов современного материаловедения и инженерии, объединяемых понятием “высокие технологии”. Физика таких нанокомпозитных материалов и структурированных ансамблей, конечно, существенно зависит от индивидуальных свойств составляющих их наночастиц, но часто возникают общие черты в поведении материалов, обусловленные взаимодействием между частицами.

Подробнее в теме "Сжатие информации (с точки зрения квантовой механики)".