في عام 1965 ، أحد مؤسسي شركة إنتل جوردون مور نشرت أ ورقة بصيرة ملحوظة التي تنبأت بأن قوة الحوسبة ستتضاعف كل عامين تقريبًا. لمدة نصف قرن ، أثبتت عملية المضاعفة هذه أنها متسقة بشكل ملحوظ لدرجة أنها تُعرف اليوم باسم قانون مور وقاد الثورة الرقمية.
في الواقع ، لقد اعتدنا على فكرة أن تقنيتنا تزداد قوة وأرخص ثمناً لدرجة أننا بالكاد نتوقف ونفكر في مدى كونها غير مسبوقة. بالتأكيد ، لم نتوقع أن تضاعف الخيول أو المحاريث - أو حتى المحركات البخارية أو السيارات أو الطائرات - كفاءتها بمعدل مستمر.
تاريخ ميلاد جوسلين هدون
ومع ذلك ، فقد أصبحت المنظمات الحديثة تعتمد على التحسين المستمر لدرجة أن الناس نادرا ما يفكرون في ما يعنيه ، ومعه قانون مور على وشك الانتهاء ، ستكون هذه مشكلة. في العقود القادمة ، سيتعين علينا أن نتعلم كيف نعيش بدون يقين من قانون مور ونعمل في حقبة جديدة من الابتكار سيكون ذلك مختلفًا تمامًا.
عنق زجاجة فون نيومان
نظرًا لقوة واتساق قانون مور ، فقد توصلنا إلى ربط التقدم التكنولوجي بسرعات المعالج. ومع ذلك ، فإن هذا ليس سوى بُعد واحد من الأداء ، وهناك العديد من الأشياء التي يمكننا القيام بها لجعل أجهزتنا تفعل المزيد بتكلفة أقل من مجرد تسريعها.
مثال أساسي على ذلك يسمى من عنق الزجاجة نيومان ، الذي سمي على اسم العبقري الرياضي المسؤول عن طريقة تخزين أجهزة الكمبيوتر للبرامج والبيانات في مكان ما وإجراء العمليات الحسابية في مكان آخر. في الأربعينيات من القرن الماضي ، عندما ظهرت هذه الفكرة ، كانت بمثابة اختراق كبير ، لكنها أصبحت اليوم مشكلة إلى حد ما.
تكمن المشكلة في أنه ، بسبب قانون مور ، تعمل رقائقنا بسرعة كبيرة لدرجة أنه في الوقت الذي تستغرقه المعلومات للتنقل ذهابًا وإيابًا بين الرقائق - بسرعة الضوء لا تقل - نفقد الكثير من وقت الحوسبة الثمين. ومن المفارقات أنه مع استمرار تحسن سرعات الرقاقة ، ستزداد المشكلة سوءًا.
الحل بسيط من حيث المفهوم ولكنه بعيد المنال من الناحية العملية. مثلما قمنا بدمج الترانزستورات في رقاقة سيليكون واحدة لإنشاء رقائق حديثة ، يمكننا دمج رقاقات مختلفة بطريقة تسمى التراص ثلاثي الأبعاد . إذا تمكنا من جعل هذا العمل ناجحًا ، فيمكننا زيادة الأداء لبضعة أجيال أخرى.
الحوسبة الأمثل
اليوم نستخدم أجهزة الكمبيوتر الخاصة بنا لأداء مجموعة متنوعة من المهام. نكتب المستندات ونشاهد مقاطع الفيديو ونعد التحليل ونلعب الألعاب ونقوم بالعديد من الأشياء الأخرى كلها على نفس الجهاز باستخدام نفس بنية الشريحة. نحن قادرون على القيام بذلك لأن الرقائق التي تستخدمها أجهزة الكمبيوتر الخاصة بنا مصممة كتقنية للأغراض العامة.
هذا يجعل أجهزة الكمبيوتر مريحة ومفيدة ، ولكنها غير فعالة بشكل رهيب للمهام الحسابية المكثفة. لطالما كانت هناك تقنيات ، مثل أسيك و FPGA ، التي تم تصميمها لأداء مهام أكثر تحديدًا ، ومؤخراً ، وحدة معالجة الرسومات أصبحت شائعة في الرسومات ووظائف الذكاء الاصطناعي.
مع صعود الذكاء الاصطناعي إلى المقدمة ، فإن بعض الشركات ، مثل Google و Microsoft بدأت في تصميم شرائح مصممة خصيصًا لتشغيل أدوات التعلم العميق الخاصة بهم. يعمل هذا على تحسين الأداء بشكل كبير ، ولكنك تحتاج إلى عمل الكثير من الرقائق لجعل الاقتصاد يعمل ، لذلك فإن هذا بعيد المنال بالنسبة لمعظم الشركات.
الحقيقة هي أن كل هذه الاستراتيجيات هي مجرد حلول مؤقتة. سوف يساعدوننا على الاستمرار في التقدم خلال العقد القادم أو نحو ذلك ، ولكن مع انتهاء قانون مور ، فإن التحدي الحقيقي هو الخروج ببعض الأفكار الجديدة الأساسية للحوسبة.
كيف ماتت أخت ولبرغر
معماريات جديدة عميقة
على مدى نصف القرن الماضي ، أصبح قانون مور مرادفًا للحوسبة ، لكننا صنعنا الآلات الحسابية قبل فترة طويلة من اختراع أول رقاقة صغيرة. في أوائل القرن العشرين ، كانت شركة IBM رائدة في الجدولة الكهروميكانيكية ، ثم ظهرت الأنابيب المفرغة والترانزستورات قبل اختراع الدوائر المتكاملة في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي.
اليوم ، هناك نوعان من الهندسة المعمارية الجديدة الناشئة التي سيتم تسويقها في غضون السنوات الخمس المقبلة. الأول هو أجهزة الكمبيوتر الكمومية ، التي يمكن أن تكون بآلاف ، إن لم يكن ملايين المرات ، أقوى من التكنولوجيا الحالية. قامت كل من IBM و Google ببناء نماذج أولية عاملة ، ولدى Intel و Microsoft وغيرها برامج تطوير نشطة.
النهج الرئيسي الثاني هو الحوسبة العصبية ، أو رقائق تعتمد على تصميم الدماغ البشري. هذه تتفوق في مهام التعرف على الأنماط التي تواجهها الرقائق التقليدية. كما أنها أكثر كفاءة بآلاف المرات من التكنولوجيا الحالية وقابلة للتوسع إلى نواة صغيرة واحدة فقط ببضع مئات من 'الخلايا العصبية' وتصل إلى مصفوفات هائلة تضم الملايين.
ومع ذلك ، فإن كل من هذه العمارة لها عيوبها. تحتاج أجهزة الكمبيوتر الكمومية إلى التبريد لتقترب من الصفر المطلق ، مما يحد من استخدامها. كلاهما يتطلب منطقًا مختلفًا تمامًا عن أجهزة الكمبيوتر التقليدية ويحتاجان إلى لغات برمجة جديدة. لن يكون الانتقال سلسًا.
عصر جديد من الابتكار
على مدار العشرين أو الثلاثين عامًا الماضية ، كان الابتكار ، خاصة في الفضاء الرقمي ، بسيطًا إلى حد ما. يمكننا الاعتماد على التكنولوجيا للتحسين بوتيرة متوقعة وهذا سمح لنا بالتنبؤ بدرجة عالية من اليقين بما يمكن أن يكون ممكنًا في السنوات القادمة.
أدى ذلك إلى تركيز معظم جهود الابتكار على التطبيقات ، مع التركيز الشديد على المستخدم النهائي. يمكن للشركات الناشئة التي كانت قادرة على تصميم تجربة واختبارها والتكيف والتكرار بسرعة أن تتفوق في الأداء على الشركات الكبيرة التي لديها موارد أكثر بكثير وتطورًا تقنيًا. وقد جعل ذلك خفة الحركة سمة تنافسية مميزة.
ما العرق هو ميل ب
في السنوات القادمة من المرجح أن يتأرجح البندول من التطبيقات إلى التقنيات الأساسية التي تجعلها ممكنة. بدلاً من الاعتماد على النماذج القديمة الموثوقة ، سنعمل إلى حد كبير في عالم المجهول. من نواحٍ عديدة ، سنبدأ من جديد وسيبدو الابتكار كما كان في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي
الحوسبة هي مجرد منطقة واحدة تصل إلى حدودها النظرية. نحن بحاجة أيضا بطاريات الجيل القادم لتشغيل أجهزتنا والسيارات الكهربائية والشبكة. في الوقت نفسه ، فإن التقنيات الجديدة ، مثل علم الجينوم وتكنولوجيا النانو والروبوتات أصبحت في صعود وحتى الطريقة العلمية موضع تساؤل .
لذلك نحن الآن ندخل حقبة جديدة من الابتكار ، ولن تكون المنظمات التي ستتنافس بشكل أكثر فاعلية هي تلك التي لديها القدرة على إحداث ثورة ، بل تلك التي ترغب في ذلك. مواجهة التحديات الكبرى واستكشاف آفاق جديدة.
