Перспективы развития вычислительной техники

Переход к молекулярным технологиям

Исчерпав привычные возможности для роста, электроника и компьютерная техника, стала искать новые пути развития, варианты которых уже достаточно четко описаны учеными. Наиболее перспективными считаются два направления - молекулярная технология и квантовая.

Нанотехнологии

Технологии производства микросхем развиваются, транзисторы становятся все меньше и меньше. На смену 130-нанометровому техпроцессу пришел 90-нм техпроцесс, началось производство чипов по технологии 65 нанометров. Структура, размерами меньше или равная 100 нм считается уже наноустройством. Таким образом, 90-нм техпроцесс относится уже не к микроэлектронике, а к наноэлектронике.

Планируется в будущем и переход к одноэлектронным транзисторам, а это уже квантовый уровень. Транзистор можно рассматривать как электронный выключатель. Одним из самых перспективных квантовых транзисторов считается матричный ключ.

Главной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам – вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик.

Наиболее перспективные, создаваемые на основе персональных ЭВМ, территориально распределенные многомашинные вычислительные системы (сети) ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные услуги: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы.

Специалисты считают, что в первой четверти XXI в. в цивилизованных странах произойдет смена основной информационной среды. Удельные объемы информации, получаемой обществом по традиционным информационным каналам (радио, телевидение, печать) станут катастрофически малы по сравнению с объемами получаемой информации посредством компьютерных сетей.

Прогнозируется дальнейший рост массового производства и распространения персональных ЭВМ, встраиваемых микропроцессоров, создания глобальных и региональных сетей обмена информацией (развитие сети Internet).

При разработке и создании ЭВМ существенный и устойчивый приоритет в последние годы имеют сверхмощные компьютеры – суперЭВМ и миниатюрные, и сверхминиатюрные ПК. Ведутся поисковые работы по созданию ЭВМ 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейронной архитектуре, – нейрокомпьютеров. В частности, в нейрокомпьютерах могут использоваться уже имеющиеся специализированные сетевые микропроцессоры – транспьютеры.

Транспьютер – микропроцессор сети со встроенными средствами связи. Например, транспьютер IMS T 800 при тактовой частоте 30 МГц имеет быстродействие 15 млн. оп/с (операций в сек.), а транспьютер Intel WARP при тактовой частоте 20 МГц – 20 млн. оп/с (оба транспьютера 32-разрядные).

Ближайшие прогнозы по созданию отдельных устройств ЭВМ:

1. Микропроцессоры с быстродействием 1000 MIPS (MIPS - скорость операций в единицу времени) и встроенной памятью 16 Мбайт.

2. Встроенные сетевые и видеоинтерфейсы;

3. Плоские (толщиной 3-5 мм) крупноформатные дисплеи с разрешающей способностью 1000x800 пикселей и более;

4. Портативные, размером со спичечный коробок, магнитные диски емкостью более 100 Гбайт.

Повсеместное использование мультиканальных широкополосных радио-, волоконно-оптических, а в пределах прямой видимости и инфракрасных каналов обмена информацией между компьютерами, обеспечит практически неограниченную пропускную способность (трансфер до сотен миллионов байт в секунду).

Широкое внедрение средств мультимедиа, в первую очередь, аудио- и видеосредств ввода и вывода информации, позволит общаться с компьютером на естественном языке. Мультимедиа нельзя трактовать узко, только как мультимедиа на ПК. Можно говорить о бытовом (домашнем) мультимедиа, включающем в себя и ПК, и целую группу потребительских устройств, доводящих потоки информации до потребителя и активно забирающих информацию у него.

Информационная революция затронет все стороны жизнедеятельности, появятся системы, создающие виртуальную реальность:

§ Компьютерные системы – при работе на ЭВМ с "дружественным интерфейсом" абоненты по видеоканалу будут видеть виртуального собеседника, активно общаться с ним на естественном речевом уровне с аудио- и видеоразъяснениями, советами, подсказками.

§ Системы автоматизированного обучения – при наличии обратной видеосвязи абонент будет общаться с персональным виртуальным учителем, учитывающим психологию, подготовленность, восприимчивость ученика.

§ Торговля – любой товар будет сопровождаться не магнитным кодом, нанесенным на торговый ярлык, а активной компьютерной табличкой, дистанционно общающейся с потенциальным покупателем и сообщающей всю необходимую ему информацию о товаре.

Для обеспечения качественного и повсеместного обмена информацией между компьютерами будут использоваться принципиально новые каналы связи:

· - инфракрасные каналы в пределах прямой видимости,

· - телевизионные каналы,

· - беспроводная технология высокоскоростной цифровой связи на частоте выше 10 МГц.

В начале XXI века можно ожидать, что наша планета будет "покрыта" сетью компьютеров, построенных на распределенной нейронной архитектуре и имеющих микропроцессоры со встроенными средствами связи.

Intel — ведущий мировой производитель микропроцессоров. Его лидерство пока не в состоянии оспорить никто, включая бренды, получившие всемирное признание. Начав в 1971 году со скромного четырехразрядного Intel 4004, произведенного по 3 мкм-технологии, компания за четыре с небольшим десятилетия освоила техпроцесс 14 нм, многократно улучшив основные характеристики чипов.

Сейчас главный тренд развития компьютерной техники — портативные мобильные устройства, именно в этом направлении движется эволюция процессоров Intel.