Kompyuterlar haqida biz bilmagan haqiqat

Keling, kichik o'yin o'ynaylik. Ko'zingizni yuming va biror kompyuterni tasavvur qiling. Nima ko'ryapsiz?

Agar siz ko'pchilik kabi bo'lsangiz, bir xil mikrosxemalar qatorlari, nol va birlar alohida-alohida yonib-o'chib turganini ko'rgan bo'lsangiz kerak. Yoki yupqa laptop, yoki shovqinli server halqasi. Bizga 50 yildan beri shuni aytib kelishgan: kompyuter degani raqamli texnologiya. Tugallangan.

Lekin rost gapiradigan bo'lsak — sizning tasavvuringizda nimadir kam.

Rasimizdagi "bo'shliq"

Zamonaviy kompyuterlar bizni hayratda qoldiradi: butun sayyorani qamrab olgan ajoyib raqamli tizimlar yaratdik. Buni shu qadar yaxshi qildikki, boshqa hisoblash usullari mavjudligini unutdik.

Haqiqat shundaki, kompyuterlar ko'proq imkoniyatlarga ega. Fizika o'zi hisoblaydi. Ob-havo naqtlari differentsial tenglamalarni yechadi. Sizning miyangiz shunday amallarni bajaradiki, eng tezkor superkompyuterlar ham rosa hayron bo'ladi. Olam — o'zida juda katta analog kompyuter, biz hali to'liq tushunmaydigan qoidalar bilan ishlaydigan.

Raqamli kompyuterlar ustun keldi — chunki ular yaxshi boshqarildi. Ikki holat (nol va bir) — ishlab chiqarish oson, xatolarni tuzatish qiyin emas, dasturchilar uchun tushunarli. Biz samaradorlikni bashorat qilinishga almashdik. Va bu to'g'ri tanlov edi. Internet, mobil qurilmalar, sun'iy intellekt — hammasi shu asosda paydo bo'ldi.

Lekin endi to'siqlarga duch kelayapmiz. Data markazlarda elektr sarfi oshmoqda. Mur roy qonuni sekinlashmoqda. Mikrosxemalarga joylashtirilgan tranzistorlar shunchalik kichikki, ular g'alati ishlay boshladi.

Eshikda boshqa vositalar ham bor — eslash vaqti keldi.

Analog nima, va nega muhim

"Analog kompyuter" deganda ko'pchilik "eski radio" yoki "laboratoriya jihozi" ni o'ylaydi. Aslida tushuncha boshqacha.

Raqamli tranzistorlar bitta narsa qiladi: yoqish yoki o'chirish. Ular o'rtadagi hamma narsani e'tiborsiz qoldiradi. Elektr qanday ishlasa — shunday. Raqamli texnika shu "switch"larga asoslangan.

Analog kompyuter esa: "O'rtadagi narsalarni e'tiborsiz qoldirmasak-chi?"

Tranzistorlarga tabiiy, uzluksiz ishlashga ruxsat berasiz — tok har qanday qiymatda oqishi mumkin. Natijada, qo'shish, integrallash, differentsial tenglamalarni yechish juda oson bo'lib qoladi. Bitta tranzistor ko'paytirishni bajaradi. Toklar simlar orasida o'z-o'zidan qo'shiladi. Bu kamchiliklar emas — raqamli sxemalar katta qiyinchilik bilan simulyatsiya qiladigan imkoniyatlar.

Problema? Analog sxemalar o'ta sezgir. Raqamli tizimlar ko'taradigan kichik ishlab chiqarish farqlari analogda halokatli bo'lishi mumkin. Uzluksiz tabiat uning kuchli tomoni, lekin shovqin, harorat va kvant dunyosiga ham sezgir.

Yillar davomida bu sezgirligi analog kompyuterlarni tor doiraga — radiolar, datchiklar, harbiy qo'llanmalarga qisqartirdi.

Hech kim gapirmayotgan katta kashfiyot

Bu yerda voqea ayniqsa qiziqarli bo'lib qoladi.

Tadqiqotchilar analog sxemalarni dasturlash mumkinligini ko'rsatishdi. Eski analog kompyuterlardagi qo'lda rezistor almashrish emas — to'liq qayta dasturlanadigan. Neyromorf muhandislikdan olingan usullar va ilg'or yarim o'tkazgich texnologiyalari yordamida jamoalar endi zamonaviy tizimlar kabi moslashuvchan analog platformalar yaratmoqda.

Raqamlar hayratlanarli. Ma'lum vazifalar uchun elektr sarfi 100 dan 1000 marta kamayishi mumkin. Bitta ko'paytirish amali uchun? Bitta analog tranzistor minglab raqamli tranzistorlarning ishini bajaradi.

Boshqacha qilib aytganda: agar to'g'ri vazifalarni optimallashtirilgan analog apparatga o'tkaza olsak — data markazlardagi elektr sarfi, batareya quvvati, issiqlik hosil bo'lishi tubdan o'zgaradi.

Nega sizga kerak

Eslitishim mumkin: "Bu hali o'nlab yillar ichida ishlab chiqarishga tushmaydi-ku"?

To'g'ri. Lekin bir o'ylab ko'ring: tadqiqotlar allaqachon ishlaydigan chip ishlab chiqaryapti. Kompaniyalar platformalar qurmoqda. "Eksperimental natija" va "ishga tushirish mumkin texnologiya" orasidagi masofa kutgandan tezroq qisqarmoqda.

Muhimi — bu tendentsiyalarni tushunish sizga yaxshiroq arxitektura qarorlari qabul qilishda yordam beradi. Har bir kompyuter avlodi yangi imkoniyatlar olib keladi. Kelgusi yillarda muvaffaq bo'ladigan dasturchilar faqat dasturlashni emas — dastur qanday apparat ustida ishlashini ham tushunadi.

Bulutli xizmatlar endi faqat подвалдаги serverlar emas. CPU, GPU, FPGA, TPU va yangi maxsus tezlatgichlardan tashkil topgan murakkab landshaft. Analog kompyuter — bu landshaftdagi keyingi qism.

Oldinda nima bor

Sizga aytmayman — ertaga barcha dasturlaringizni yangi analog tilga yozing. Ko'pchilik vazifalar doimo raqamli aniq va moslashuvchan bo'ladi.

Lekin ayrim sohalarda — signal qayta ishlash, neyron tarmoqlar, optimallashtirish masalalari, datchik interfeyslari — analog kompyuterning afzalliklari yanada aniq bo'ladi. Elektr byudjetlari qisqarganda va samaradorlik talablari oshganda.

Biz NameOceanda shunga o'xshash tsikllarni ko'rdik. Yangi imkoniyatlar paydo bo'ladi. Ularni birinchi bo'lib tushungan dasturchilar keyingi davr tizimlarini yaratadi. Startupning birinchi deployidan boshlabsiz yoki minglab foydalanuvchilar uchun infratuzilma qurayotgan bo'lsangiz — apparat qatlamida nima bo'layotganini kuzatish foyda keltiradi.

Raqamli inqilob bizga ishonchli kompyuterlar berdi. Analog renessans bizga nihoyat arzon kompyuterlar berishi mumkin.

Tranzistorlar qayta dunyoni his qilishni kutmoqda. Keling, ular bizga nima o'rgatishini ko'ramiz.