زوال قانون مور و آغاز عصری تازه؛ کامپیوترها از چه زمانی شکل نامرئی به خود گرفتند؟

زوال قانون مور و آغاز عصری تازه؛ کامپیوترها از چه زمانی شکل نامرئی به خود گرفتند؟

مریم موسوی سه شنبه، ۱۲ بهمن ۱۳۹۵

در سال 1971 میلادی، اینتل که در آن دوران شرکتی مهجور و کمتر شناخته شده در سیلیکون ولی بود، چیپی به نام 4004 را ارائه کرد که نخستین میکرو پردازنده تجاری دنیا لقب گرفت؛ این یعنی قطعه یاد شده کلیه مدارهای الکترونیکی مورد نیاز برای انجام محاسبات را در قالب یک پکیج کوچک فراهم نموده بود.

میکروپردازنده اینتل را می توان معجزه آن دوران خواند؛ آن قطعه از 2300 ترانزیستور کوچک ساخته شده بود که ابعاد هرکدام نیز حدود 10 هزار نانومتر (یا یک میلیاردم متر) بود. برای درک بهتر این رقم کافیست آنها را به اندازه یک گلبول قرمز در نظر بگیرید.

در مورد ترانزیستور اما باید بگوییم که نوعی سوییچ الکترونیکی است و با تغییر وضعیت بین حالت های «روشن» و «خاموش» نمودی فیزیکی از 0ها و 1ها فراهم می آورد که اجزای اصلی اطلاعات به شمار می روند.

در سال 2015 میلادی، اینتل که دیگر عنوان پیشروترین تولیدکننده چیپ در دنیا را به دست آورده بود و درآمدش از رقم 55 میلیارد دلار در سال فراتر می رفت چیپ های سری Skylake خود را ارائه نمود. این کمپانی دیگر آمار و ارقام دقیقی از تعداد ترانزیستورهای به خدمت گرفته درون چیپ های تولیدی اش ارائه نمی داد اما محتمل ترین حدس آن است که حدودا 1.5 تا 2 میلیارد عدد از آنها را در هرکدام از این تراشه ها به خدمت می گیرد.

این ترانزیستورها با فاصله 14 نانومتر از یکدیگر در کنار هم قرار داده می شوند و هرکدامشان آنقدر کوچک و ظریف هستند که با چشم نمی توان آنها را دید، علت هم این است که مرتبه بزرگی ترانزیستورهای یاد شده در حدود یک دهم طول موج نوری است که انسان برای دیدن محیط از آن استفاده می کند.

همه ما می دانیم که کامپیوترهای مدرن به مراتب از انواع قدیمی ترشان بهتر عمل می کنند، اما اینکه برتری یاد شده دقیقا چه میزان است همچنان مشخص نشده زیرا هنوز هیچ فناوری مصرفی نتوانسته سرعت رشد و بهبودی مشابه به آنها را تجربه نماید.

شاید بهترین قیاس برای درک این سرعت ماشین ها باشند؛ اگر ماشینی که در سال 1971 میلادی ساخته شده با سرعتی برابر با چیپ های کامپیوتری پیشرفت می کرد آنگاه باید بیشینه سرعتش در سال 2015 میلادی به بیشتر از 670 میلیون کیلومتر بر ساعت می رسید. این رقم تقریبا برابر با دو سوم سرعت نور است یا در مثالی دیگر آنقدر زیاد است که دور تا دور زمین را ظرف تنها یک پنجم ثانیه طی کرد. حال اگر به نظرتان این سرعت کم است، خودروی مذکور باید تا قبل از پایان سال 2017 میلادی به سرعتی معادل با دو برابر میزان یاد شده دست پیدا کند.

اما این روند سریع پیشرفت نتیجه نظریه ای است که نخستین بار در سال 1965 میلادی توسط یکی از بنیانگذاران اینتل به نام گوردون مور مطرح شد. مور در آن زمان مدعی شده بود تعداد قطعات موجود درون بردهای مجتمع هر سال دو برابر می شود.

این نظریه که بعدها بازه زمانی مطرح شده برای آن، از یک سال به دو سال افزایش یافت به قانون مور شهرت پیدا کرد و به نوعی پیش گویی خودشکوفا بدل گردید که رقابتی داغ را میان بازیگران صنعت رایانه دنیا رقم زد.

گوردون مور از بنیانگذاران اینتل

همه ساله شرکت هایی نظیر اینتل و TSMC (کمپانی تولیدکننده نیمه رسانای تایوان) میلیاردها دلار را صرف آن می کنند تا تشخیص دهند که چگونه این قطعات را کوچک و کوچک تر نمایند.

قانون مور، ضمن آنکه رقابتی تنگاتنگ را میان این شرکت ها ایجاد کرد، دنیایی را پدید آورد که در آن چیپ ها در هر کالایی به خدمت گرفته می شوند؛ از کتری ها گرفته تا ماشین ها (که روز به روز به مهارت های بیشتری برای هدایت خودکار دست می یابند)، دنیایی که در آن میلیون ها نفر از مردم در حال تمدد اعصاب در جهان های مجازی هستند و الگوریتم ها زمام بازارهای اقتصادی را در دست گرفته اند و کارشناسان نیز نگرانند که مبادا در آینده نزدیک هوش مصنوعی تمامی مشاغل انسانی را از بین برده و جایگزین بشر شود.

اما نیک که بنگریم قابلیت بشر برای کوچک تر نمودن مستمر چیپ ها را می توان تمام شده قلمداد کرد؛ هر بار که این اتفاق رخ می دهد، مسیر برای انجامش در آینده دشوارتر می گردد و با در نظر داشتن اینکه ترانزیستورهای امروزی به بخش هایی مجهزند که ابعادشان از چند ده اتم فراتر نمی رود، می توان اینطور نتیجه گرفت که مهندسان این صنعت دیگر امکان پیشروی بیشتر را ندارند.

از سال 1971 میلادی که قانون مور مطرح شد تا  اواسط سال 2016 میلادی، این قانون تنها 22 چرخه را طی کرده است و برای آنکه تا سال 2050 پابرجا بماند ضروریست 17 بار دیگر این فرایند تکرار شود و در این صورت مهندسانی که به آنها اشاره گردید باید تولید چیپ هایی کوچک تر از یک اتم هیدروژن را یاد بگیرند که در واقع کوچک ترین عنصر محسوب می شود و تا جایی که همه ما می دانیم این امر غیرممکن است.

بازار پیش از علم فیزیک، قانون مور را حذف می کند

در هر حال روشن است که بازار پیش از علم فیزیک، قانون مور را حذف می کند چراکه مزایای کوچک کردن ترانزیستورها دیگر مانند سابق زیاد نیست. گفتنی است قانون مور تحت تاثیر پدیده ای دیگر به نام «مقیاس پذیری دنارد یا Dennard Scaling» مورد توجه گرفت (این نام از روی اسم روبرت دینارد یکی از مهندسان IBM انتخاب گردید که نخستین بار در سال 1974 میلادی این نظریه را مطرح نمود) که براساس آن با کوچک تر شدن قطعات یک چیپ، آن تراشه سریع تر می شود، انرژی کمتری مصرف می کند و تولیدش نیز ارزان تر تمام می گردد.

به بیان دیگر چیپ هایی که قطعات کوچک تری داشته باشند، بهتر هستند و به همین خاطر است که صنعت کامپیوتر توانسته مشتریانش را متقاعد نماید که برای خرید جدیدترین محصولات ارائه شده به بازار هرچند سال یک بار مبلغ گزافی را پرداخت نمایند. اما این جادوی قدیمی به تدریج در حال از میان رفتن است.

یکی از کارخانجات تولید چیپ اینتل

این روزها دیگر کوچک تر نمودن چیپ ها باعث سرعت پیدا کردنشان نمی شود یا مانند سابق از میزان مصرف انرژی آنها نمی کاهد. از سوی دیگر، هزینه فزاینده خرید تجهیزات پیشرفته لیتوگرافی فرابنفش مورد نیاز برای تولید چیپ نیز به میزان قابل توجهی از سود حاصل از تولید این شرکت ها کم می کند. لذا می توان اینطور نتیجه گرفت که قانون دوم مور از قانون نخست آن جالب تر است؛  براساس این قانون، هزینه ایجاد یک کارخانه تولید چیپ هرچهار سال دو برابر می شود که این رقم هم اکنون برای ساخت یک کارخانه مدرن برابر با ده میلیارد دلار است و باید بگوییم این ملبغ حتی برای شرکتی مانند اینتل نیز زیاد محسوب می گردد.

نتیجه این می شود که متخصصان و کارشناسان سیلیکون ولی با اتفاق نظر پایان قانون مور را اعلام می نمایند. Linley Gwennap که مدیریت یکی از شرکت های تحقیقاتی در این ناحیه را بر عهده دارد در این باره می گوید: از منظر اقتصادی قانون مور دیگر مرده است.

Linley Gwennap

Linley Gwennap

از منظر اقتصادی قانون مور مرده است.

Dario Gil مدیر واحد توسعه و تحقیق IBM هم نظری مشابه در این رابطه دارد و می گوید: من قاطعانه خواهم گفت که آینده محاسبات صرفا بر پایه قانون مور نخواهد بود. Bob Colwell از طراحان چیپ در اینتل نیز بر این باور است که شاید صنعت تا اوایل دهه 2020 میلادی بتواند چیپ هایی بسازد که قطعاتش تنها 5 نانومتر باشند، اما باور ندارد که از آن نقطه به بعد تغییر زیادی در ابعاد آنها اعمال گردد.

با در نظر داشتن آنچه گفته شد، به نظر می آید که یکی از محرک های تکنولوژیکی 50 سال گذشته به زودی به پایان عمر خود خواهد رسید. بله این فرضیه که کامپیوترها همچنان با سرعتی وحشتناک بهتر و ارزان تر می شوند در تصورات افراد پیرامون آینده نهادینه شده و اصل اولیه بسیاری از پیش بینی های تکنولوژی است (از ماشین های خودران گرفته تا هوش مصنوعی بهتر و گجت هایی پیشرفته تر برای مصرف کننده ها). اما روش های دیگری هم غیر از کوچک کردن قطعات به کار رفته در کامپیوترها برای بهبود عملکردشان وجود دارد.

به بیان دیگر نمی توان اینطور قلمداد کرد که پایان قانون مور، به معنای خاتمه انقلاب کامپیوتری هم هست. بلکه این بدان معناست که دهه های آتی، متفاوت از دوران گذشته خواهند بود چراکه هر اتفاقی هم رخ دهد همچون کوچک شدن ترانزیستور تکرار شدنی و پایدار نخواهد بود.

کامپیوترها به واسطه قانون مور کوچک تر شدند و از ابزارهایی که زمانی فضای درون یک اتاق را پر می کردند به دستگاه هایی جیبی با ضخامت اندک بدل شدند. در این روند همچنین میزان مصرف انرژی کامپیوترها نیز کمتر شد: اسمارت فونی که توان محاسباتی اش بیشتر از میزان قدرت پردازشی رایانه های سال 1971 است می تواند تنها با یک بار شارژ باتری تا یک روز یا حتی بیشتر دوام بیاورد.

اما شاید مهم ترین و ملموس ترین اثر این اتفاق بالا رفتن سرعت محاسباتی کامپیوترها باشد. لذا تا سال 2050 میلادی، وقتی قانون مور به داستان ها می پیوندد، مهندسان باید مجموعه ترفندهای دیگری را برای سریع تر نمودن کامپیوترها به کار ببرند.

البته راهکارهای ساده ای هم برای تحقق این امر وجود دارد که یکی از آنها برنامه ریزی بهتر این دستگاه هاست. سرعت قانون مور در گذشته به قدری بالا بوده که شرکت های نرم افزاری کمترین زمان را برای ترویج و فراگیر نمودن محصولاتشان در اختیار داشته اند و این حقیقت که مشتریانشان هر چند سال یکبار کامپیوترهای قدرتمندتری را خریداری خواهند نمود هم، انگیزه شان برای نوآوری را پایین آورد: لذا آنها به این نتیجه رسیدند که شاید ساده ترین راه برای سرعت بخشیدن به کدهای نرم افزاری انتظار یک یا دو ساله باشد تا سخت افزار تولیدی شرکت ها انطباق بهتری با آنها بیابند.

از سوی دیگر، با کمرنگ شدن و حذف تدریجی قانون مور، چرخه کوتاه عمر محصولات در صنعت کامپیوتری هم ممکن است کم کم شروع به طولانی شدن کند و به این ترتیب، برنامه نویسان هم زمان می یابند تا کارهای بهتری را ارائه دهند.

راهکار دیگر طراحی چیپ هایی است که به جای توان محاسباتی کلی شان، سخت افزار پیچیده تری داشته باشند. البته چیپ های مدرن مدتی است که به مدارهای پیشرفته ای مجهز می شوند تا از این طریق تسک های عادی از جمله غیرفشرده سازی فیلم ها، انجام محاسبات پیچیده مورد نیاز برای رمزگذاری دیتا یا ترسیم طرح های دشوار سه بعدی مورد استفاده در بازی های کامپیوتری را با سرعت بالاتری به انجام برسانند.

همزمان با گسترش استفاده از کامپیوترها در محصولات مختلف، نیاز به اینگونه قطعات سیلیکونی پیشرفته نیز بیشتر می شود. برای نمونه ماشین های خودران را در نظر بگیرید که به قابلیت تازه ای موسوم به دید کامیپوتری (این قابلیت علم تفسیر تصاویر دریافتی از دنیای واقعی، طبقه بندی اشیاء و اقتباس اطلاعات را به رایانه ها می آموزد که به لحاظ محاسباتی فرایند بسیار سنگین و دشواری است) مجهز هستند. مداربندی پیچیده می تواند بهبود قابلیت توجه ای را در این قابلیت ایجاد نماید.

با این حال، برای آنکه محاسبات کامپیوتری با همان سرعت سابق رشد و پیشرفت نماید، لازم است که فعالیتی ریشه ای انجام شود. یکی از نظریه ها آن است که قانون مور در بعد سوم پیاده سازی شود. چیپ های مدرن غالبا تخت هستند اما محققان در حال حاضر مشغول کار روی تراشه های جدیدی هستند که قطعات مورد نیازشان روی یکدیگر قرار می گیرند. در این صورت، حتی اگر ابعاد کلی این چیپ ها کاهش پیدا نکند، درست مانند آپارتمان های مسکونی که افراد بیشتری را در خود سکنی می دهند، این قطعات سیلیکونی نیز قادر خواهند بود فضای لازم برای قرارگیری قطعات بیشتری را تامین نمایند.

خوشبختانه نخستین سری از این تراشه ها در حال ورود به بازار هستند: سامسونگ که از جمله شرکت های بزرگ تولیدکننده قطعات میکروالکترونیکی در کره جنوبی محسوب می گردد هم اکنون هارد درایو هایی را به فروش می رساند که مموری به خدمت گرفته شده در آنها در چندین لایه روی هم قرار گرفته؛ تکنولوژی جدیدی که بسیار نویدبخش است.

اما همانطور که احتمالا می دانید در کامیپوترهای مدرن، مموری یا حافظه دستگاه چندسانتی متری از پردازنده هایش فاصله دارد و در سرعت های سیلیکونی هم یک سانتی متر مسیری طولانی محسوب می گردد و این یعنی انتقال اطلاعات با تاخیرهای طولانی صورت خواهد پذیرفت.

IBM اعلام کرده که با کمک چیپ های سه بعدی می تواند ابررایانه هایی به اندازه جعبه کفش بسازد.

این در حالی است که چنانچه چیپ مذکور به صورت سه بعدی ساخته شود، می توان با قرار دادن لایه های پردازشی میان لایه های حافظه، این اختلال و کمبود سرعت را از میان برداشت. IBM اعلام کرده که با کمک همین چیپ های سه بعدی طراحان می توانند ابررایانه های امروزی را که هم اکنون درون یک ساختمان جای می گیرند، به اندازه جعبه کفش در بیاورند.

اما برای آنکه چنین کامپیوتری عملیاتی و قابل استفاده باشد، نیازمند تغییراتی بنیادین به لحاظ طراحی خواهد بود. همین حالا هم چیپ های مدرن در زمان فعالیت بیش از اندازه داغ می گردند و برای تعدیل این حرارت به هیت سینک های عظیم الجثه نیاز دارند. حال اگر این چیپ به صورت سه بعدی در بیاید از این هم داغ تر خواهد شد چراکه نسبت سطح موجود برای تعدیل حرارت و حجمی که آن حرارت را ایجاد می کند بسیار کم است.

بنابر دلایلی مشابه همچنین انتقال الکتریسیته و دیتای لازم به داخل این چیپ نیز با مشکلات عدیده ای همراه خواهد بود. بنابراین ابررایانه مدنظر IBM با ابعاد یک جعبه کفش نیازمند سیستم خنک کننده مایع خواهد بود. در واقع لازم است که تعدادی کانال میکروسکوپی در داخل هر کدام از چیپ ها ایجاد گردند تا امکان جریان یافتن مایع خنک کننده درون آنها فراهم گردد.

در عین حال، این شرکت باور دارد که سیستم خنک کننده مذکور می تواند همزمان نقش منبع انرژی را هم برای چیپ ایفا کند. در واقع ایده اصلی آن است که از آن در نقش الکترولیت درون باتری مایع استفاده گردد که در آن الکترولیت از الکترودهای ثابت عبور می کند.

البته ناگفته نماند ایده های عجیب و غریب دیگری هم در این باره وجود دارند؛ برای مثال در علم محاسبات کوآنتومی توصیه می شود که از قوانین متضاد مکانیزمهای کوآنتومی برای ایجاد کامپیوترهایی استفاده شود که می توانند اشکال مشخصی از مسائل ریاضی را با سرعتی به مراتب بالاتر از هر رایانه معمولی حل کنند و فرقی ندارد که آن رایانه تا چه اندازه سریع یا پیشرفته باشد (هرچند کامپیوترهای کوآنتومی برای حل دیگر مسائل از برتری خاصی برخوردار نیستند).

این سیستم ها بیشتر به خاطر کِرَک کردن کدهای رمزگذاری شده شهرت دارند، با این همه مهم ترین کاربردشان شبیه سازی پیچیدگی های کوآنتومی شیمی است؛ مساله ای که هزاران کاربرد در تولید و صنعت دارد و کامیپوترهای معمولی از انجامش عاجزند.

تا همین یک دهه قبل، محاسبات کوآنتومی صرفا محدود به تحقیقاتی بود که در داخل دانشگاه ها انجام می گرفت. این روزها اما، چندین شرکت بزرگ دنیا از جمله مایکروسافت، IBM و گوگل بودجه های هنگفتی را صرف این تکنولوژی می کنند و پیش بینی همه شان هم این است که چیپ های کوآنتومی باید دست کم ظرف یک یا دو دهه آینده برای همه در دسترس باشند (در واقع هم اکنون هر کسی که بخواهد می تواند با یکی از چیپ های ساخت IBM به صورت از راه دور کار کند و آن را از طریق اینترنت برنامه ریزی کند).

جالب است بدانید یک شرکت کانادایی به نام D-Wave نیز نوعی کامپیوتر کوآنتومی ساخته و آن را به صورت محدود به فروش می رساند. این سیستم قادر به انجام تنها یک فرایند ریاضی است هرچند که هنوز مشخص نیست آیا دستگاه مذکور از کامپیوترهای غیر کوآنتومی سریع تر عمل می کند یا خیر.

کامپیوترهای کوآنتومی هم درست مانند چیپ های سه بعدی نیازمند توجه ویژه هستند. برای آنکه این سیستم ها به درستی کار کنند لازم است قطعات داخلی شان تماسی با محیط خارج نداشته باشند و کاملا مهر و موم شده باشند. علاوه بر این، سیستم های مذکور با ید با کمک هلیوم مایع خنک شده و دمایشان با اختلاف اندک به صفر مطلق برسد و علاوه بر این با استفاده از پوشش خاصی از آنها محافظت گردد چراکه کوچک ترین میزان حرارت یا امواج الکترومغناطیسی می تواند به آنها آسیب بزند.

اما باید در نظر داشته باشید که هرکدام از این بهبودهای آینده نگرانه محدود هستند: یا مزایای شان اندک است یا اینکه تنها برای انجام انواع خاصی از محاسبات قابل اجرا استفاده بود.

نقطه قوت اصلی قانون مور این بود که هر دو سال یک بار از هر جنبه ای باعث بهبود چیپ های کامپیوتری می شد، آن هم به شیوه ای منظم. اما روشن است که پیشرفت در آینده پیرو چنین نظمی نخواهد بود و همزمان روندی غیرقابل پیش بینی و البته عجیب به خود می گیرد.

از سوی دیگر، برخلاف روزهای درخشان گذشته، مشخص نیست که هرکدم از این موارد چه تاثیری روی محصولات مصرفی خواهند داشت. به ندرت می توان افرادی را یافت که به دنبال پی سی یا اسمارت فون های کوآنتومی بهره مند از سیستم خنک کننده مایع باشد، خصوصا با در نظر داشتن این نکته که چنین سیستم هایی سنگین هستند، تر و تمیز از آب در نمی آیند، و پیچیدگی بالایی دارند. از سوی دیگر، حتی اگر این سیستم معایب یاد شده را نداشت و کاربران هم مشکلی با آن نداشتند ساخت چنین کامپیوتری تنها در صورتی قابل توجیه بود که به صورت مستمر از توانمندی های محاسباتی اش استفاده گردد.

اما همه تکنولوژی ها در دیتاسنترها خوب کار می کنند؛ منظور همان پایگاه سیستم های کامپیوتری عظیم الجثه ایست که توان کافی برای شکل گیری ترند بزرگ بعدی را تامین میکنند. کامپیوترها عموما جعبه هایی بوده اند که روی میز یا درون جیب مان قرار می دادیم. در آینده اما، به لطف ارتباط همیشگی مان با اینترنت و شبکه های گسترده موبایلی، بخش انبوهی از فرایندهای محاسباتی درون دیتاسنترها انجام می گیرند و مشتریان نیز هر آن که به این اطلاعات نیاز داشته باشند، می توانند به آنها دسترسی پیدا کنند.به بیان دیگر، محاسبات تبدیل به نوعی امکان یا سرویس می شود که برحسب تقاضا نیز در اختیار مشتری قرار می گیرد، درست مانند الکتریسیته یا آب.

از جمله مهم ترین راهکارهای پیش روی صنعت برای کم کردن تاثیر حذف قانون مور استفاده از محاسبات مبتنی بر کلاود است؛ یعنی حذف سخت افزار محاسباتی از روی دستگاه هایی که کاربر با آنها تعامل دارد. برخلاف اسمارت فون ها و کامپیوترهای امروزی که هر روز صرفا جثه بزرگ تری پیدا می کنند، می توان با وسعت دادن به دیتاسنترها آنها را قوی تر نمود.

هرچه تقاضا برای توان محاسباتی در سرتاسر دنیا بیشتر می شود، سهم بیشتری از این فرایند به دیتاسنترهای تاریکی منتقل می گردد که کیلومترها تا کاربران خود فاصله دارند.

نمایی از دیتاسنتر گوگل در دالاس

این اتفاقی است که از چندی قبل شروع به رخ دادن کرده است. اپلیکیشنی نظیر سیری (همان دستیار شخصی قدرتمند اپل) را در نظر بگیرید. رمزگشایی کلام انسان و تشخیص معنا و مفهوم یک ساختار زبانی نظیر این: «سیری یک رستوران هندی نزدیک به اینجا پیدا کن» به توان محاسباتی بیشتری نسبت به آنچه در اختیار آیفون است نیاز دارد.

کاری که موبایل شما انجام می دهد صرفا ضبط کردن صدای کاربر و فوروارد نمودن آن برای یک کامپیوتر پرتوان تر در یکی از دیتاسنترهای اپل است. بعد از آنکه آن رایانه عظیم الجثه پاسخ مناسب به سوال مذکور را پیدا کرد اطلاعات را برای آیفون ارسال می نماید.

همین الگو را می توان در مورد چیزهای دیگری غیر از اسمارت فون ها در نظر گرفت. همین حالا هم تراشه های سیلیکونی راه به سوی محصولاتی پیدا کرده اند که عموما به عنوان کامپیوتر در نظر گرفته نمی شوند؛ ماشین ها، ایمپلت های پزشکی، تلویزیون ها و کتری ها تنها بخشی از این کالاها هستند و البته که این فرایند روندی سریع و پرشتاب به خود گرفته.

براساس این ایده که تحت عنوان اینترنت اشیاء از آن یاد می شود، توان محاسباتی تقریبا در هر شی قابل تصوری به کار گرفته می شود.

به این ترتیب با مقوله هایی نظیر لباس های هوشمند روبرو خواهیم بود که از شبکه های خانگی برای ایجاد تنظیمات مناسب در ماشین لباسشویی بهره می گیرند یا حتی حرف از سنگ فرش های هوشمندی به میان خواهد آمد که ترافیک عابران پیاده را در شهرها رصد نموده و نقشه های دقیقی از آلودگی هوا را با استناد به همین امر در اختیار دولت ها قرار خواهند داد.

یک بار دیگر باید تاکنید کنیم که همین حالا هم شِمه ای از این آینده پیش رویمان قرار دارد: به عنوان مثال حالا مهندسان شرکت هایی نظیر رولز-رویس می توانند ده ها شاخص عملکردی مربوط به تک تک موتورهای یک جت را تحت نظر بگیرند، یا شاید بد نباشد به هاب خانه های هوشمند اشاره نماییم که امکان کنترل هرچیزی (از سیستم روشنایی گرفته تا لوازم موجود در آشپزخانه) را با استفاده از اسمارت فون به مالکین منزل می دهند و خوشبختانه این هاب ها با استقبال خوبی از جانب خریدارانشان روبرو شده اند.

اما برای آنکه پتانسیل های اینترنت اشیاء به صورت کامل به مرحله فعلیت برسند لازم است به راهی برای درک این حجم دیتای به دست آمده از میلیاردها چیپ کار شده در دستگاه های مختلف نیاز خواهد بود.

گفتنی است تمام این فراهم هم به چیپ های اینترنت اشیاء وابسته نخواهد بود: برای نمونه تراشه ای که درون یک سنگ فرش هوشمند کار شده باید آنقدر ارزان تمام شوند که استفاده از آنها مقرون به صرفه باشد، ضمن آنکه مصرف انرژی پایینی هم داشته باشند. حتما تایید میکنید که اتصال تک تک سنگ فرش های موجود در یک پیاده رو به شبکه برق محلی غیرعملیاتی خواهد بود. در نتیجه این چیپ ها باید انرژی را از حرارت، جای پای عابران یا حتی پرتوهای الکترومغناطیسی موجود در محیط دریافت کنند.

اما هرچه رسیدن به هدف تعیین شده در قانون مور دشوارتر می گردد، تعریف ها برای عبارت «بهتر» نیز دستخوش تحولاتی می شود. جدای از مسیری که در بالا ترسیم شد، راهکارهای دیگری هم هستند که به نظر امیدوار کننده می آیند. برای مثال این روزها تلاش های بیشتری برای بالا بردن بهره وری کامپیوترها در مصرف انرژی صورت می گیرد و این مساله از چند جهت حائز اهمیت است: نخست اینکه مشتریان می خواهند باتری موبایل هایشان دوام بیشتری پیدا کنند؛ در مقوله اینترنت اشیاء هم به کامپیوترهایی نیاز است که بشود در بخش های بدون دسترسی به شبکه اصلی برق به کارشان بُرد و در نهایت اینکه کل محاسباتی که هم اکنون صورت می گیرد چیزی در حدود 2 درصد از برق تولیدی دنیا را به خود اختصاص می دهد.

نخستین ماوس دنیا که در سال 1968 میلادی معرفی شد

رابط های کاربری نیز از دیگر بخش هایی هستند که قابلیت بهبود دارند و به جرات می توان گفت که برای تکنولوژی های امروزی قدیمی و منسوخ به نظر می رسند. کیبوردها را می توان نسل مستقیمی از ماشین های تایپ مکانیکی دانست. ماوس نیز نخستین بار در سال 1968 میلادی و همزمان با روی کار آمدن «اینترفیس های گرافیکی» نظیر ویندوز یا iOS ارائه گردید. این رابطه های کاربری آیکون ها و پنجره های دوستانه خود را جایگزین نمادهای متنی محرمانه کردند و با استقابل گرم کاربران روبرو شدند.

Cern که در واقع آزمایشگاه فیزیک ذره اروپاه محسوب می شود در دهه 1970 میلادی به پیشتاز صنعت نمایشگرهای تاچ بدل شد.

دور نیست روزی که سیری بستر موبایل را ترک کرده و به عنوان یک موجودیت مستقل به فعالیت ادامه دهد

با در نظر داشتن تحولات سال های اخیر، دور نیست روزی که سیری بستر موبایل شما را ترک کرده و به عنوان یک موجودیت مستقل به فعالیت خود ادامه دهد: علت هم این است که هوش مصنوعی و محاسبات مبتنی بر کلاود این امکان را برای هر دستگاهی به وجود می آورند که فرامین صوتی را درک کرده و اجرا نمایند. همین حالا که این مقاله را می خوانید سامسونگ در سبد کالاهای خود تلویزیونی دارد که با صدا کنترل می گردد.

در برهه کنونی، تکنولوژی هایی از قبیل دنبال کننده های ژست های حرکتی یا حرکات چشم، به صورت گسترده در صنعت بازی های ویدیویی مبتنی بر واقعیت مجازی به خدمت گرفته می شوند. واقعیت افزوده نیز که ارتباط نزدیکی با واقعیت مجازی دارد و به قرار دادن اطلاعات تولید شده با کامپیوتر روی جهان واقعی مربوط می گردد به زودی به نقطه ای از پیشرفت می رسد که محتوای حقیقی و مجازی را در هم می آمیزد.

اگر خاطرتان باشد گوگل از جمله شرکت هایی بود که ایده ساخت هدست های مبتنی بر واقعیت افزوده را به صورت عملیاتی درآورد اما در ادامه به خاطر ناکامی های این گجت در جلب توجه کاربران، مجبور شد پروسه ساختش را از ابتدایی ترین مرحله از سر بگیرد. اما تردیدی نیست که در آینده کالایی مشابه به آن به صورت انبوه تولید شده و مورد استفاده قرار خواهد گرفت. این شرکت همچنین آنطور که در خبرها خوانده اید مشغول کار روی نوعی خاصی از لنزهای چشمی الکترونیکی است که می توانند کارکردهایی مشابه به گوگل گلس را از خود به نمایش بگذارند، ضمن آنکه کمترین میزان مزاحمت را برای کاربر ایجاد کنند.

در هر صورت روشن است که قانون مور نمی تواند تا ابد اجرا شود. اما هرچه این قانون کمرنگ تر می گردد از میزان اهمیتش هم کاسته می شود. البته این نظریه زمانی که کامپیوتر شما محدود به جعبه ای روی میز کارتان بود و سرعت عمومی رایانه ها برای انجام فرایندهای مختلف بیش از اندازه پایین، بسیار اهمیت داشت.

بله، قانون مور نوعی زمان سنج ماهرانه را در اختیار یک صنعت عظیم جهانی قرار داد و روشن است که در آینده ی بدون آن، هرگونه پیشرفت در عرصه کامپیوتر دشوارتر، متغیرتر و نامنظم تر خواهد شد.

اما احتمال دستیابی به پیشرفت همچنان به قوت خود باقیست. کامپیوترهایی که در سال 2050 وارد بازار می شوند، سیستمی متشکل از چیپ های به خدمت گرفته شده درون اشیاء مختلف هستند؛ از کانتر آشپزخانه گرفته تا ماشین شما.

اغلب این دستگاه ها نیز به حجم بالایی از توان محاسباتی دسترسی دارند که به صورت بیسیم و از طریق اینترنت در اختیارشان قرار می گیرد و شما نیز با صحبت کردن درون اتاق به آنها تعامل خواهید کرد.

در این آینده، چندین تریلیون چیپ در هر گوشه از محیط فیزیکی پیرامون انسان قرار خواهد داشت و در نتیجه جهانی که پیش رویمان قرار می گیرد قابل درک تر بوده و بیشتر تحت نظر است. به بیان دیگر، شاید پایان قانون مور نزدیک باشد اما انقلاب کامپیوتری هنوز به قوت خود باقیست.

منبع:
theguardian

نظرات ۷

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود

رمزتان را گم کرده‌اید؟