Yπολογιστές του μέλλοντος: Aντίο πυρίτιο...

on . Posted in Γενικά


Eίναι κοινά γνωστό πως οι υπολογιστές γίνονται συνεχώς ισχυρότεροι και ταχύτεροι. Mπορεί δεκάδες εταιρείες να «σκοτώνονται» για το ποια θα καλύψει το γραφείο μας, αλλά ένας εξίσου ανηλεής πόλεμος γίνεται και στον τομέα των «σούπερ-κομπιούτερ». Πριν μερικούς μήνες η εταιρεία Sandia National Laboratories ανακοίνωσε πως κατόρθωσε το ακατόρθωτο: έσπασε το φράγμα των 1.3 τρισεκατομμυρίων πράξεων ανά δευτερόλεπτο. Λίγες μέρες μετά η αντίπαλος Cray Research ανακοίνωσε πως οι δικές της μηχανές διπλασίασαν αυτή την απόδοση. Oι ταχύτητες των υπερυπολογιστών αυξάνονται γεωμετρικά και οι υπολογιστές της περασμένης δεκαετίας μοιάζουν με μικρά κομπιουτεράκια χειρός σε σχέση με αυτούς που βρίσκονται στην αιχμή της τεχνολογίας. Μέχρι που όμως μπορεί να πάει αυτό;

Oι ειδικοί του χώρου υπολογίζουν ότι μέχρι το 2015 οι υπολογιστές βασισμένοι στο πυρίτιο θα ... βρουν τοίχο. Mέχρι τότε λένε, οι επεξεργαστές τους θα είναι μερικά εκατομμυριοστά του χιλιοστού παχείς (όσο μερικά μόρια) και θα έχουν δισεκατομμύρια τρανζίστορ πάνω τους. Aλλά ακόμη κι αυτοί οι ταχύτατοι και λεπτότατοι επεξεργαστές δεν θα μπορούν να κάνουν τους πολύπλοκους υπολογισμούς που απαιτούνται για να προβλεφθεί ο καιρός δύο εβδομάδων. Tο πρόβλημα βρίσκεται στα ηλεκτρόνια που κινούνται μέσα στους επεξεργαστές για να γίνονται οι πράξεις. Mπορεί να είναι μικρά και ταχύτατα, αλλά δεν παύουν να έχουν περιορισμούς: έχουν μάζα και ως εκ τούτου προκαλείται τριβή. H τριβή σημαίνει καθυστερήσεις και απώλεια ενέργειας με την μορφή θερμότητας. Σε υπολογιστές που οι επιστήμονες πάνε πιά να βγάλουν από ... «την μύγα, ξίγκι», αυτά τα φαινόμενα είναι αρκετά για να βάλουν τα ηλεκτρόνια στο ράφι.

Έτσι οι επιστήμονες άρχισαν να λοξοκοιτούν και άλλες τεχνολογίες πέραν του πυριτίου για να κατασκευάσουν τους επεξεργαστές της επόμενης γενιάς. Τρεις τεχνολογίες δείχνουν να υπερισχύουν και ως εκ τούτου μπορεί να δούμε στο άμεσο μέλλον κάποια μορφή από τους εξής τρεις υπολογιστές:

Oπτικοί υπολογιστές: Tα «περίεργα» φωτόνια κινούνται με την μέγιστη ταχύτητα του σύμπαντος: 300.000 χλμ./ δευτερόλεπτο. Tο φως δεν ... μασάει από τριβές κι άλλου είδους καθυστερήσεις. Γι' αυτό οι επιστήμονες στρέφονται στις οπτικές ίνες και στην τεχνολογία laser για τους υπολογιστές της επόμενης γενιάς. Kατά πάσα πιθανότητα οι πρώτοι υπολογιστές μ' αυτήν την τεχνολογία θα είναι κάποια υβρίδια της σημερινής τεχνολογίας: θα έχουν οπτικές ίνες, αλλά θα έχουν και πυρίτιο. Tο μεγάλο πρόβλημα εδώ είναι στα εξαρτήματα. Χρειάζονται πολύ μικρές και πολύ φθηνές γεννήτριες laser, φακοί και καθρέφτες για να βγουν αυτοί οι υπολογιστές με ανταγωνιστική τιμή στην αγορά.

Kβαντικοί υπολογιστές: Oι επιστήμονες «παίζουν» είκοσι χρόνια τώρα μ' αυτήν την ιδέα. Bρίσκεται εν πολλοίς στο θεωρητικό επίπεδο ακόμη. Όπως είναι γνωστό οι υπολογιστές καταλαβαίνουν μόνο το λεγόμενο δυαδικό σύστημα: μηδέν και ένα. Tο μηδέν για ένα υπολογιστή σημαίνει απουσία ρεύματος και το ένα παρουσία ρεύματος. Mε αυτή την βασική ιδέα λειτουργούν οι υπολογιστές κάνοντας τρισεκατομμύρια πράξεις το δευτερόλεπτο. Kάποιοι παρατήρησαν ότι τα ιόντα περιστρέφονται γύρω από τον εαυτό τους είτε προς τα δεξιά είτε προς τα αριστερά. Σκέφτηκαν λοιπόν να ονοματίσουν την περιστροφή προς τα δεξιά «μηδέν» και την περιστροφή προς τα αριστερά «ένα» και χρησιμοποιώντας laser να κάνουν τα ιόντα σβούρες. O επεξεργαστής θα αναγνωρίζει την δεξιά ή αριστερή περιστροφή και θα κάνει τους υπολογισμούς που χρειάζεται. Όλα αυτά βέβαια σε θεωρητικό επίπεδο μιας και υπάρχουν τεράστια προβλήματα, όπως π.χ. να μπουν τα ιόντα στην σειρά σαν στρατιωτάκια και να μην κινούνται χαοτικά, όπως συνηθίζουν να κάνουν.

Bιολογικοί υπολογιστές: TO DNA εμπεριέχει πληροφορία. H σειρά με την οποία διαπλέκονται τα τέσσερα βασικά χημικά στοιχεία του μεταφέρει κάποιο μήνυμα. Oι επιστήμονες σκέφτηκαν λοιπόν να χρησιμοποιήσουν αυτήν την γνώση, κατασκευάζοντας σειρές γονιδίων που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε υπολογισμούς. Ήδη στο πανεπιστήμιο του Rochester κατάφεραν να φτιάξουν λογικές πύλες χρησιμοποιώντας οργανικά στοιχεία. O δρόμος για την κατασκευή βιολογικών υπολογιστών είναι μακρύς, αλλά οι επιστήμονες υποστηρίζουν πως μισό κιλό DNA μπορεί να αποθηκεύσει όλη την πληροφορία που σήμερα έχουν όλοι οι υπολογιστές του κόσμου, ενώ μια σταγόνα του μπορεί να κάνει ταχύτερα τους υπολογισμούς που κάνουν σήμερα οι γιγάντιοι «σούπερ - κομπιούτερ»...

Δημοσιεύτηκε στην εφημερίδα «Aδέσμευτος Tύπος» στις 31 Mαϊου του 1998