W różnych kierunkach, na wiele sposobów

Laboratoria badawcze wielkich i małych firm informatycznych każdego dnia odrobinę przybliżają nam przyszłość, w której komputery o ogromnych możliwościach będą niezauważalnie zwiększać wydolność naszego ciała i umysłu.

Bariera krzemu w pewnym momencie ograniczy nasze możliwości. Jednym z kierunków działań jest zagęszczanie lokowania bramek logicznych i budowanie tranzystorów 3D, rozmieszczonych nie tylko horyzontalnie, ale też wertykalnie. Musimy jednak zdawać sobie sprawę, że koniec technologii miniaturyzacji jest bardzo bliski.

Paweł Gepner, Intel

Trudno jest ułożyć listę najciekawszych projektów badawczych i najszybciej zmieniających się technologii, które w najbliższym czasie w największym stopniu wpłyną na nasze życie. Czas przeprowadza zazwyczaj negatywną weryfikację wszelkich projekcji zaczynających się od "za 10 lat będziemy..."; po upływie tej mitycznej dekady okazuje się, że albo nadal jesteśmy w punkcie wyjścia lub tuż obok (patrz projekty podboju kosmosu, wykonywania operacji medycznych przez nanoroboty, uprawy żywności w oceanach), albo też technologia poszła w zupełnie innym kierunku (choć dzięki temu powstają tak cudowne gałęzie fantastyki, jak steampunk, eksplorujące możliwości historii, która nigdy się nie wydarzyła). Naprawdę przełomowe efekty przynoszą zazwyczaj wieloletnie, nieefektowne badania, których rezultaty wydają się początkowo wręcz żałosne. Poniższy tekst nie aspiruje zatem do miana wyczerpującego kompendium wiedzy o współczesnych kierunkach badań prowadzonych w informatyce i na styku technologii informatycznych i innych dziedzin, lecz jest jedynie subiektywnym przeglądem ciekawych, obiecujących, pobudzających wyobraźnię kierunków i projektów.

Światło zamiast prądu

W laboratoriach badawczych Intela najbardziej intensywne prace prowadzone są nad nowymi materiałami i technologiami produkcji półprzewodników i układów scalonych. "Bariera krzemu w pewnym momencie ograniczy nasze możliwości. Jednym z kierunków działań jest zagęszczanie lokowania bramek logicznych i budowanie tranzystorów 3D, rozmieszczonych nie tylko horyzontalnie, ale też wertykalnie. Musimy jednak zdawać sobie sprawę, że koniec technologii miniaturyzacji jest bardzo bliski" - mówi Paweł Gepner mówi Paweł Gepner, główny specjalista architektury HPC Intela w regionie EMEA.

Zagadnieniem, nad którym pracują wszystkie laboratoria producentów sprzętu komputerowego, jest połączenie optyki z elektroniką, a w szczególności nanofotonika. "Wykorzystanie miedzi wiąże się z nieuniknionymi opóźnieniami. Układy fotonowe nie mają żadnych opóźnień, więc powiązanie świata laserów ze światem mikroelektroniki bardzo nas interesuje" - mówi Paweł Gepner.

Wykorzystanie komunikacji optycznej w układach scalonych umożliwi zastąpienie przynajmniej część impulsów elektrycznych pomiędzy tranzystorami impulsami świetlnymi. Pozwoli to uzyskać obniżenie poboru mocy procesora czy układu scalonego i zmniejszyć ilość wytwarzanego ciepła, przy jednoczesnym zwiększeniu wydajności układów. "Kilka miesięcy temu udało nam się zbudować kanał komunikacyjny o powierzchni zaledwie pół milimetra kwadratowego i jesteśmy przekonani, że dalsza miniaturyzacja jest możliwa" - mówi Piotr Pietrzak z . Przekształcenie impulsów elektronicznych w świetlne może pozwolić na uzyskanie nawet 100-krotnego wzrostu wydajności układów.

Dzięki technologii IBM przed upływem 10 lat mógłby powstać superkomputer o wydajności na poziomie 1 eksaflopsa (1018 operacji zmiennoprzecinkowych na sekundę). Najwydajniejszy dziś superkomputer zajmujący pierwsze miejsce na opublikowanej w listopadzie 2010 r. liście Top500 pracuje w Chinach i ma wydajność na poziomie 2,5 petaflopsów (1015 operacji na sekundę). Pierwsze układy wykorzystujące nanofotonikę mają trafić do sprzedaży w 2011 r.


TOP 200