211service.com
Datortehnikas tendence, kas mainīs visu
Datortehnika kļūst ne tikai lētāka. Tas kļūst energoefektīvāks. Tas nozīmē pasauli, ko apdzīvo visuresošie sensori un nanodatu plūsmas. 2012. gada 9. aprīlis
Datoru veiktspēja ir uzrādījusi ievērojamu un stabilu izaugsmi, dubultojot katru pusotru gadu kopš pagājušā gadsimta 70. gadiem. Tomēr lielākā daļa cilvēku nezina, ka elektriskā efektivitāte skaitļošanas apjoms (aprēķinu skaits, ko var veikt uz vienu patērētās elektroenerģijas kilovatstundu) arī ir dubultojies katru pusotru gadu kopš datoru laikmeta rītausmas.
Portatīvie datori un mobilie tālruņi ir izskaidrojami ar šo tendenci, kas ir izraisījusi strauju ar akumulatoru darbināmu skaitļošanas ierīču enerģijas patēriņa samazināšanos. Vissvarīgākais nākotnes efekts ir tāds, ka jauda, kas nepieciešama, lai veiktu uzdevumu, kam nepieciešams noteikts aprēķinu skaits, turpinās samazināties uz pusi ik pēc 1,5 gadiem (vai 100 reizes katrā desmitgadē). Rezultātā izplatīsies vēl mazākas un mazāk enerģijas ietilpīgas skaitļošanas ierīces, paverot ceļu jaunām mobilajām skaitļošanas un sakaru lietojumprogrammām, kas ievērojami palielina mūsu spēju vākt un izmantot datus reāllaikā.
Kā vienu no daudzajiem piemēriem tam, kas kļūst iespējams, izmantojot īpaši mazjaudas skaitļošanu, apsveriet bezvadu sensori bez akumulatora izveidojis Džošua R. Smits no Vašingtonas universitātes. Šie sensori iegūst enerģiju no klaiņojošiem televīzijas un radio signāliem un ik pēc piecām sekundēm pārraida datus no meteoroloģiskās stacijas uz iekštelpu displeju. Tie patērē tik maz enerģijas (vidēji 50 mikrovati), ka tiem nav nepieciešams cits enerģijas avots.
Fona enerģijas plūsmu, tostarp apkārtējās gaismas, kustības vai siltuma iegūšana, paver iespēju mobilajiem sensoriem darboties bezgalīgi bez ārēja barošanas avota, un tas nozīmē pieejamo datu eksploziju. Mobilie sensori paplašina to, ko sauc MIT vadības profesors Eriks Brynjolfsons nanodati , vai pielāgoti smalki dati, kas detalizēti apraksta personu īpašības, darījumus un informācijas plūsmas.
Cik ilgi šī tendence var turpināties? 1985. gadā fiziķis Ričards Feinmens aprēķināja, ka datoru energoefektivitāte salīdzinājumā ar toreizējo līmeni varētu uzlaboties vismaz par simts miljardiem (1011) un liecina mūsu dati ka skaitļošanas ierīču efektivitāte no 1985. līdz 2009. gadam pieauga tikai par aptuveni 40 000. Citiem vārdiem sakot, mēs gandrīz neesam sākuši izmantot visu potenciālu.
Konkrētāk sakot, ja mūsdienu MacBook Air darbotos ar 1991. gada datoru energoefektivitāti, tā pilnībā uzlādēts akumulators darbotos 2,5 sekundes. Tāpat pasaulē ātrākais superdators, Japānas 10,5 petaflopu Fujitsu K, šobrīd patērē iespaidīgus 12,7 megavatus. Tas ir pietiekami, lai nodrošinātu vidēja lieluma pilsētu. Bet teorētiski mašīna, kas ir vienāda ar K aprēķina spējām, divu gadu desmitu laikā patērēs tikai tik daudz elektroenerģijas, cik tostera krāsns. Mūsdienu klēpjdatoriem savukārt tiks piemērotas ierīces, kas patērē tikai bezgalīgi mazu jaudu.
Šeit identificētā parādība veicina visu silīcija ierīču energoefektivitāti, taču neviens vēl nav noteicis, vai datu pārraides efektivitāte — piemēram, bezvadu signālu izsūtīšanas sensoru enerģijas izmaksas — progresē salīdzināmā ātrumā. Dizaina izvēle par informācijas pārraides ātrumu, sakaru biežumu un veidiem, kā šīs ierīces samazina savu jaudu, neveicot uzdevumus, būtiski ietekmē mobilo ierīču kopējo elektroenerģijas patēriņu. Taču skaitļošanas efektivitātes uzlabojumi veicina inovācijas šajās citās jomās, jo tas ir vienīgais veids, kā pilnībā izmantot jauno skaitļošanas un sensoru tehnoloģiju priekšrocības.
Datortehnikas (un tehnoloģiju, ko tas padara iespējamu) energoefektivitātes ilgtermiņa pieaugums radīs revolūciju datu vākšanā un analizēšanā un to, kā mēs izmantojam datus, lai pieņemtu labākus lēmumus. Tas palīdzēs lietu internetam kļūt par realitāti — attīstībai, kas būtiski ietekmēs to, kā uzņēmumi un sabiedrība kopumā attīstīsies turpmākajās desmitgadēs. Tas ļaus mums precīzāk kontrolēt rūpnieciskos procesus, ātri un efektīvi novērtēt mūsu darbību rezultātus un ātri izgudrot mūsu iestādes un uzņēmējdarbības modeļus, lai atspoguļotu jauno realitāti. Tas arī palīdzēs mums virzīties uz eksperimentālāku pieeju mijiedarbībai ar pasauli: mēs varēsim pārbaudīt savus pieņēmumus ar reāliem datiem reāllaikā un modificēt šos pieņēmumus, kā to nosaka realitāte.
Vēsturiski labākie datorzinātnieki un mikroshēmu dizaineri koncentrējās uz visprogresīvākajām augstas veiktspējas skaitļošanas problēmām, un, bez šaubām, daudziem joprojām būs kārdinājums risināt šīs problēmas. Taču nepārtraukts progress skaitļošanas energoefektivitātes jomā tagad piesaista labākos dizainerus un inženierus, lai risinātu jauna veida problēmu — to nosaka visas sistēmas integrētais dizains, eleganta taupība elektroenerģijas izmantošanā un datu pārraidē, kā arī reāla iespēja. pārveidot cilvēces attiecības ar Visumu. Es, piemēram, priecājos redzēt, ka viņi pieņem šo izaicinājumu.
Džonatans Kūmijs ir autors, uzņēmējs un Stenfordas universitātes profesors konsultants. Viņš ir autors Aukstā nauda, vēss klimats: zinātnē balstīti padomi ekoloģiskiem uzņēmējiem .
Ja skaitļošanas energoefektivitāte turpinās savu vēsturisko pārmaiņu tempu, nākamajā desmitgadē tā palielināsies par 100 reizēm, līdz ar to uzlabosies mobilā skaitļošana, sensori un vadības ierīces. Kādi jauni lietojumi un produkti varētu kļūt iespējami ar tik lielu efektivitātes uzlabojumu pēc 10 gadiem? Kādi vēl jauninājumi būtu nepieciešami, lai šādas tehnoloģijas izmantotu efektīvāk?