Компьютеры будущего

Попробую всё-таки вести блог, боле-менее полезный для сайта — о новостях науки и техники, благо в этой области новостей сейчас довольно много (а писатели жанра НФ им внимания почти не уделяют, за исключением Нила Стивенсона :) Натолкнула меня на эту мысль вот эта интересная статья. Попробую прокомментировать описанные перспективные виды компьютеров.

Биологический компьютер. Крайне сложная в реализации, но и крайне перспективная идея. Ведь с появлением такого рода компьютеров всякие внешние интерфейсы будут не нужны — ибо информация будет обрабатываться в ДНК. Теоретически получается: сколько клеток у человека — столько и ядер у биологического процессора, т.е. как минимум миллионы. Соответственно, высокой частоты не требуется, достаточно десяти герц — и для получения одного современного Пентиума можно взять сто миллионов клеток. Естесственно, как это скажется на генетике, пока не понятно, поэтому лучше экспериментировать с бактериями :) Преимущества у такого биокомпьютера — независимость от электроэнергии, можно взять с собой на природу, не заботясь об аккумуляторах — не забывай только кормить эти биовентили, тепла не выделяют, следовательно, охлаждения не требуют, при выходе из строя — беспроблемная переработка, гринписовцы спасибо скажут :) Одним словом — вариант, имеющий хорошие шансы прижиться в будущем (но почему-то ни в одной НФ книге такого варианта нет, есть только гигантские мозги и Сверхразумы).

Фононный компьютер. Компьютер, где носителем информации является тепло — это, конечно, забавно, но совершенно непредставимо. Реализовать логические операции ещё возможно, а вот память — нет, из-за крайнего непостоянства среды передачи информации. Кроме того, требования к корпусу такого компьютера будут чересчур высоки — предельная теплоизоляция, герметизация, сложности при подключении внешних устройств и т.п. Персональный компьютер на таком принципе сделать невозможно, следовательно, фононные устройства смогут жить лишь в качестве автономных контроллеров, да и то только в системах, не имеющих особых требований к надёжности.

Гидравлический и пневматический компьютеры. Реализация этой идеи описана Чайной Мьевилем в романе «Вокзал потерянных снов». Паровой процессор, управляющий не только простейшими движениями, но и реализующий искусственный интеллект робота, умещается в голове — это, конечно, чистая фантастика, без приставки «научная». Учитывая то, что любому логическому элементу в таком проце нужны трубки достаточной толщины с отверстием достаточного диаметра, размер такого процессора в реальности будет равен парочке стадионов, а энергию этой чудо-машине придётся брать из недр вулкана :)

Спинтронный (квантовый) компьютер. Основан на квантовой характеристике электрона — спине, теоретически может обладать огромными возможностями. К сожалению, я не силён в квантовой механике, но думаю, что до реализации подобных компьютеров ещё далеко... Это скорее просто проведение аналогии между двоичной единицей и нулём и двумя дискретными состояниями спина электрона.

Химический компьютер. Будет классно, если удастся скрестить его с биологическим! :) В клеточных мембранах постоянно происходят химические реакции, клетка усваивает и производит различные вещества... Использовать эти процессы и влиять на них — относительно просто, а если удастся имплантировать такой биокомп в человека, то запустить вычисления можно будет, лишь приняв лекарство :) Вместо дисков и флэшек — съедобные капсулы, видео и звук можно проецировать непосредственно в мозг, как галлюцинации от грибов Если же делать автономные биохимокомпьютеры — тоже относительно просто. Ввод/вывод — за счет поглощения/выделения определенных веществ, пропускная способность может быть очень велика, если взять одну молекулу за один бит, получим мегабиты в секунду. Большая проблема: скорости проведения реакций и размер самого вычислительного блока. Без катализаторов скорость проведения реакций мала, общую скорость вычислений можно увеличить за счёт распараллеливания операций — но тогда увеличивается площадь «микросхемы». Современные транзисторы имеют размер 45 нанометров, а клетки в тысячу раз больше... Тут нужно уже новую «схемотехнику» изобретать, а это потребует времени...

Фотонный компьютер. Самое вкусное — напоследок. Единственный из всех перспективных компьютеров, обладающий «родными» средствами передачи данных — оптоволокном. Да и оптические диски тоже с помощью лазера записываются... Теоретически может получить огромную скорость вычислений — как со скоростью света :) Что оправдывает потери в энергии (нужно ж лазеры питать) и размеры таких ПК. Фактически, я думаю, лучшим вариантом оптического будет всё-таки синтез обычных полупроводниковых микросхем на обычных платах — но с оптическими трассами. Это позволит снизить тепловыделение, ускорить взаимодействие всех элементов, защитить от помех и упростить реализацию самих микросхем. На такой базе можно построить не только ПК, но и вычислительные модули для военной техники и прочих требовательных приложений, что весьма ускоряет планы по созданию фотонного компьютера :) Странно, но такой реалистичный вариант компьютера в фантастической литературе я не встречал...