Текст книги "Журнал PC Magazine/RE №03/2008"

Персональный виртуальный мир

Джим Лаудербек

Главный редактор, 2005–2007 гг.

Через пять лет экраны у телевизоров высокой четкости станут крупнее, а цены – ниже, и разрешение дисплея резко возрастет. Барьер 1080p будет преодолен, и при разрешениях 4096 и выше изображение приобретет потрясающий фотореализм. Несомненно, появятся и новые необычные конструктивные решения, оптимизированные для определенных областей и способов применения. Так, я ожидаю появления встроенных в кухонную мебель, брызгонепроницаемых телевизоров с плоскими панелями цвета авокадо. Для гостиной подойдут экраны «под дерево», а для ванны – блестящие хромированные и керамические дисплеи. Через десять лет наступит время стереоскопического изображения. Половину 8-мегапиксельного экрана вполне можно выделить для одного глаза, а вторую половину – для другого.

Уменьшится роль телевизионных сетей и кабельных каналов как средств доставки контента. Телепередачи будут доставляться на разнообразные цифровые устройства просмотра через различные сети. Каждый потребитель станет собственной персональной сетью, получая через каналы RSS нужные ему журналы, радио iTunes и телепередачи. Финал Национальной футбольной лиги и другие грандиозные события по-прежнему будут вызывать интерес, но их можно будет увидеть через YouTube с таким же успехом, как и по телевизионной сети. Студии станут выпускать все больше передач, привлекательных для узкоспециализированных аудиторий.

Через 25 лет можно будет войти в виртуальное пространство и пройти по пляжу на Таити, пообедать с другом, который находится на противоположной стороне земного шара, или посетить концерт, прошедший полгода назад. Место привычных киноактеров займут реальные лица (lifecasters). Вместо того чтобы играть роли, они пригласят зрителей наблюдать за событиями, переживаемыми ими прямо сейчас. Вы перенесетесь в чужую оболочку, чтобы воспринимать окружающий мир, как другой человек. Переход от повествовательного изложения к эмпирическому будет такой же революцией, как переход от слов и книг к фильмам и видеоцифровым изображениям.

В конечном итоге каждый момент жизни человека будет записываться в видеоформате с высоким разрешением, 360°-ным обзором и звуковым сопровождением, а история жизни будет храниться в микросхеме с произвольным доступом, которую имплантируют под кожу на шее сразу после рождения. Потеряли ключи от автомобиля? Перемотайте летопись своей жизни назад, до того момента, когда они были у вас в руках. Я неисправимый оптимист, поэтому уверен, что появятся методы непроницаемого шифрования, которые гарантируют, что ваши воспоминания останутся только вашими – конечно, если вам уже исполнилось 18. Ключ к детской микросхеме будет также у родителей.

Микропроцессоры

Новации за рамками закона Мура

Дирк Мейер

Президент и главный управляющий производственной деятельностью AMD

Новации – движущая сила технологии. И процесс создания новаторских изделий (полезных и в то же время доступных) редко бывает прямолинейным. Поэтому немного удивляет, что на протяжении всей эры микропроцессоров для предсказания будущего было достаточно применить закон Мура. Гордон Мур предсказал, что число транзисторов на кристалле будет удваиваться через каждые полтора-два года, с соответствующим увеличением однопотоковой производительности на системном уровне.

Однако за увеличение производительности приходится платить. И когда несколько лет назад отрасль столкнулась с преградой по потребляемой мощности, ответом стала многоядерная архитектура. Если мы не проявим благоразумия, начнется бессмысленная «многоядерная война», в которой потребителей убедят, будто больше ядер – всегда лучше, как было во время глупой гонки тактовых частот десятилетней давности. Этого ли ждет мир от нашей отрасли?

82 % населения Земли пока не имеет доступа в Интернет. В 2005 г. потребление электроэнергии в центрах обработки данных в США было таким же, как во всем штате Миссисипи в том же году. По мере стирания различий между телевизором, ПК и сотовым телефоном возрастает важность интеграции этих устройств, а не только их чистой производительности. Таковы задачи, которые предстоит решать отрасли. И чтобы решить их успешно, необходимы новации, выходящие далеко за пределы действия закона Мура.

Недавно мы обнаружили новые пути совершенствования микропроцессоров за рамками этого закона. Благодаря безупречной интеграции 32– и 64-разрядной архитектуры преимущества 64-разрядных вычислений стали гораздо более доступными. В результате быстро сформировался массовый рынок 64-разрядных компьютеров x86. В основе инициативы One Laptop Per Child – совершенно новая бизнес-модель, которая поможет открыть Интернет для детей во всем мире.

Энергопотребление по-прежнему остается существенной проблемой, и необходимо найти другие пути, чтобы обеспечить пользователям нужный им уровень производительности. В скором времени объединение ЦП и графического процессора приведет к экспоненциальному росту эффективности вычислений. Благодаря ядрам с низким потреблением энергии, набор команд x86 будет применяться в устройствах, где в настоящее время используются микросхемы, отличные от x86. К ним относятся телевизоры высокой четкости, карманные устройства и персональные видеомагнитофоны. Мы даже оптимизируем моноблочные кремниевые системы для конкретных применений, от центров обработки данных до мобильных устройств с видеофункциями.

Эти новации стали возможными благодаря усилиям талантливых инженеров, которые стремятся проектировать не более мощные, а более доступные и востребованные процессоры. Результаты этих попыток могут быть совершенно неожиданными.

Экспоненциальный рост плотности транзисторов продолжится в течение, по крайней мере, еще одного десятилетия. Однако этого недостаточно, чтобы привлечь потребителей. Пришла пора понять, что будущее отрасли должно определяться не технологическими прогнозами, а способностью удовлетворить реальные нужды пользователей. Другими словами, наступило время, когда изготовители микропроцессоров по примеру остальных участников индустрии ИТ должны стать чуть менее предсказуемыми.

Время распределенных вычислений

Оливер Рист

Начнем с пропускной способности. Благодаря снижению цен в течение следующего десятилетия 10-Гбит/с проводные сети Ethernet придут на смену Gigabit Ethernet в качестве наиболее широко распространенной сетевой технологии. Новыми стандартами сетей высокого уровня будут 40GbE и 100GbE, которые в настоящее время можно встретить только в лаборатории. Будет развиваться и стандарт TCP/IP; через пять лет мир перейдет на IPv6 из-за ограниченного адресного пространства IPv4.

Вряд ли сбудутся прогнозы, что через пять лет беспроводные сети вытеснят проводные технологии. Этого не случится из-за очень быстрой конвергенции – использования ПК в качестве центров для потоковой передачи видео, голосовой информации и все более сложных сетевых игр. Беспроводные сети просто не могут соперничать с медным проводом, если в домашней сети выполняется больше одного такого приложения. В беспроводной сети нельзя управлять трафиком так же просто, как в проводной, что чрезвычайно важно для плавного воспроизведения потокового видео.

Увеличенная пропускная способность и более совершенные протоколы – обязательные условия прогресса, но это наименее захватывающий аспект будущих сетей. Уже в настоящее время благодаря быстродействию сетей стираются различия между программами, выполняемыми на отдельных компьютерах и в Интернете. Но через десять лет модель доставки программ сетевыми службами станет более зрелой, использование прикладных программ через Интернет будет обычной практикой.

Это преобразование коренным образом изменит процесс компьютерной обработки. В настоящее время компании могут арендовать дополнительные серверные мощности у поставщиков вычислительных ресурсов, таких, как Sun Grid или Elastic Compute Cloud компании Amazon. Эти службы предоставляют в аренду виртуальные ЦП на почасовой основе. Если предприятию требуются дополнительные ресурсы для Web-сервера, можно просто оплатить больше машинного времени. В основе рассматриваемой технологии – передовой метод распределенных вычислений (grid computing). Из-за большой сложности внедрение этой технологии идет медленно, но спрос на распределенные вычисления возрастет через пять лет, через десять они станут стандартом для предприятий, а через 25 лет приобретут широкое распространение среди индивидуальных пользователей.

Для запуска сложных программ потребители будут просто заказывать больше процессоров у провайдера через Интернет, или это будет делаться автоматически прикладными программами. На локальном компьютере будет выполняться лишь небольшая часть программ, так как распределенные вычисления обеспечат оптимизацию рабочих характеристик ЦП, памяти и даже видео через сеть.

К 2032 г. управление Интернетом станет более эффективным, возрастет быстродействие, повысится безопасность, будут установлены четкие и понятные правила глобальной коммерции и обмена информацией. Но будущее не представляется мне только в розовом свете. Если бы это было в моей власти, алчные телекоммуникационные компании были бы немедленно обузданы, что позволило бы развернуть более быстрые сети, как уже сделано в большинстве стран, по более доступной цене и для предприятий, и для индивидуальных потребителей. После того как это случится, сети станут неотъемлемой частью информационных технологий, и само понятие автономного ПК будет скоро забыто.

Крупным планом

Восстановление планеты

Майкл Делл

Главный управляющий компании Dell

В первые 25 лет существования ПК мир выравнивается у нас на глазах. Технология становится более дешевой, простой и доступной даже для населения самых отдаленных уголков земного шара. При этом все легче поддерживать связи между людьми в работе, учебе и развлечениях, появляются новые возможности знакомства и самовыражения. В наши дни, в начале второй волны невероятного технологического роста, мы стали свидетелями захватывающих перемен в нашей отрасли.

Небывалое число пользователей генерирует рекордные объемы данных, что приводит к скачку сложности. В 2003 г. было создано 3 эксабайта данных, что соответствует примерно 780 млрд. мин переговоров по сотовому телефону. В 2007 г. пользователи во всем мире выдали в 53 раза больше информации. Рост не только влияет на способы использования технологии, но и изменяет методы корпоративного управления инфраструктурой. Нам предстоит найти способ справиться с этой возросшей сложностью.

В настоящее время при подключении к ПК мы подключаемся к «облаку» почти безграничной вычислительной мощности, которое будет продолжать расти и станет местом хранения любых данных и управления почти всеми аспектами нашей жизни и бизнеса. Потребуется невероятно много времени и труда только для того, чтобы скрыть сложность этого огромного «облака» от пользователей. Большинство ИТ-подразделений тратят около 70 % времени лишь на текущее обслуживание. В результате на новации, стимулирующие рост, остается всего 30 %. Мы имеем дело с унаследованной инфраструктурой, из-за которой теряем средства, необходимые для роста и развития.

Та же инфраструктура создает неприемлемую экологическую нагрузку для нашей планеты. По этой причине потребители во всем мире вполне обоснованно озабочены тем, как прогресс ИТ может способствовать снижению расхода энергии и сбережению окружающей среды. Планка ожиданий для корпораций установлена высоко. Новые продукты должны обеспечивать более высокую производительность при меньшем энергопотреблении. Центры обработки данных должны стать образцом эффективности с применением новых технологий энергопитания и охлаждения. Потребители хотят организовать ответственную переработку старого ИТ-оборудования и компенсировать парниковый эффект от электричества, потребляемого этим оборудованием. Наша отрасль может стать лидером в движении к этой цели.

Перспективы будущих 25 лет очевидны: использовать технологию не только для более комфортабельной жизни и роста бизнеса, но и для восстановления нашей планеты.

Концептуальная конструкция будущего «Умные» часы

Мобильное устройство R66 – результат совместных усилий компании Nokia, Школы дизайна Род-Айленда, Школы управления MIT Sloan и Технологического университета Хельсинки. Этот элегантный прибор предназначен для мобильных пользователей, нуждающихся в удобном быстром доступе к дорожной информации, картам и системе глобального позиционирования. Когда устройство не используется по прямому назначению, оно служит в качестве часов. Сменный сенсорный экран R66 реагирует на несколько одновременных касаний, а через интеллектуальный интерфейс можно получить доступ к путеводителям, каталогу местных предприятий, WiFi, сведениям об общественном транспорте и другой информации. Для доставки локального контента используется радиочастотная идентификация. Для удобства навигации при работе одной рукой устройство снабжается ремешком.

Эрик Гриффит

Новые технологии не возникают сами по себе. Они – результат большой работы. Обычно их создают серьезные ученые и исследователи как в независимых лабораториях (таких, как легендарный исследовательский центр в Пало-Альто – PARC), так и в крупных компаниях, например HP, IBM и Microsoft. Мы побеседовали с разработчиками пяти самых уважаемых научно-исследовательских лабораторий о технологиях, которые быстро перемещаются из области теории в реальность, т. е. о таких технологиях, на базе которых будут изготовлены устройства уже в 2008 г. Ожидание других технологий может растянуться на десятилетия. Но нет сомнений, что исследователи стараются решить и эти проблемы.

PARC

Карманные дисплеи для новых интерфейсов

Со времени появления телевизора у дисплеев всех типов был один общий элемент – стекло. Такое изделие невозможно свернуть и положить в карман. Но в предстоящие несколько лет появятся гибкие дисплеи, экраны которых можно будет свертывать и разворачивать. Старший исследователь лаборатории PARC Боб Стрит говорит, что таким образом удастся удовлетворить потребности производства (решить проблему ограниченных размеров стеклянных подложек в массовом производстве, где стеклянные листы режут на малые экраны) и функциональности. Малые габариты сотового телефона вовсе не означают, что ему не нужен большой экран. По мнению Стрита, вскоре после выпуска гибких дисплеев в 2008 г. (первым может стать свертываемый экран Radius компании Polymer Vision) появится электронная бумага большего формата. Компания Plastic Logic уже работает над ее созданием.

Картина, которую мы увидим на гибких экранах, также еще не определена окончательно. Пока инженеры думают, как приспособить интерфейс к особенностям носителя и потребностям пользователя. Эд Чи, старший исследователь PARC и руководитель Группы углубленных социальных исследований, изучает современные социальные сети и открытый (предоставляемый пользователем) контент, чтобы выяснить его влияние на интерфейсы будущего. По его мнению, через пять лет исчезнут существующие ныне барьеры для всех желающих публиковать информацию в сети, и новые возможности отразятся в пользовательских интерфейсах. Через десять лет он прогнозирует такие улучшения в агрегации данных, что поиск в Интернете, который сейчас приносит сотни результатов, будет давать единственный нужный ответ.

Сверните экран

Компания Polymer Vision готовит к выпуску карманное устройство Radius со свертываемым экраном

Исследовательские центры IBM

Атомная физика и петабайтный iPod

Анизотропия в действии

Магнитные характеристики атомов углерода определяют минимальные размеры хранилища данных

По степени распространения в природе кремний занимает восьмое место. В качестве основного материала полупроводниковых микросхем в компьютерах и сотовых телефонах кремний помог преобразить наш мир. Но возможности миниатюризации кремниевых микросхем ограниченны. Какие материалы придут на смену кремнию в микроскопических элементах будущих процессоров?

Это могут быть углеродные нанотрубки диаметром от 1 до 2 нм (одна миллиардная часть метра), в 50 тыс. раз тоньше человеческого волоса. Трубка представляет собой свернутый одинарный слой атомов углерода. Не молекул, а атомов.

Федун Авурис, партнер IBM и руководитель исследовательского центра имени Т. Дж. Уотсона, рассказывает, что его группа получила первую микросхему на основе нанотрубок в 1998 г. Однако это не значит, что микросхемы с нанотрубками появятся уже скоро. Предстоит еще очень много исследовательской работы. «Пройдут годы, прежде чем начнется промышленное производство, – говорит Авурис. – Это произойдет не раньше чем через десять лет».

Работы по магнитной анизотропии продвинулись чуть дальше, но пройдет десятилетие до появления продукта. Физика явления сложна, но принцип прост: магнитный объект должен иметь северный и южный полюс, и нужно поддерживать их ориентацию постоянной. Это на атомном уровне. Температура также очень низкая, 0,5 К, совсем близкая к абсолютному нулю. Всякий раз, когда требуется внести изменения в механизм, исследователям приходится размораживать материал, производить необходимые операции и вновь замораживать. Весь процесс занимает несколько дней, если не недель.

В современных жестких дисках используются магнитные поверхности, поэтому перспективы магнитной анизотропии захватывают воображение. Сотрудник Альмаденского исследовательского центра IBM Андреас Хайнрих поясняет: «Информационная емкость современного жесткого диска – около 1 Тбайт (1000 Гбайт). Наша цель – разместить в 1000 раз больше данных на той же поверхности». Таким образом, в будущей модели iPod может содержаться петабайт данных. Сравните: для Wayback Machine, архива всей истории Web, в настоящее время требуется память всего 2 Пбайт.

Bell Labs

Малым устройствам тоже нужна сеть

Настраиваемая оптика

Этот фильтр может привести к перевороту в сетевых технологиях

В мире происходит много неразличимого для человеческого глаза. В будущем невидимого будет еще больше, причем прямо внутри ПК. Bell Labs – одна из многих лабораторий, работающих в области нанотехнологии, сотрудники которой ищут новые методы манипулирования сверхмалыми объектами.

В ближней перспективе исследователи Bell пытаются добиться наноинженерной интеграции между современными кремниевыми и будущими фотонными устройствами (в которых для пересылки данных используется свет). На этой платформе можно будет проектировать нанопружины для перемещения мелких деталей – даже адаптивные оптические нанолинзы, которые произведут революцию в офтальмологии. Все это – компоненты микроэлектромеханических систем или микромашин (не имеют никакого отношения к игрушкам 1980-х годов).

По мнению Ги Риттенхауса, вице-президента Bell Labs по интеграции технологий, эти исследования могут привести к созданию «очень плотной сети наноустройств». Например, через 10–15 лет в медицине можно будет применять разнообразные наноинструменты, например крошечные зеркала, которые улавливают свет или излучение на коже пациентов, и датчики в телефоне, отслеживающие частоту дыхания и сердцебиения пользователя, не говоря уже о дистанционном контроле за сном пациента, состоянием пострадавших в авариях, даже младенцев в кроватках для предотвращения внезапной смерти.

«Архитектура и данные в сети, а также способы их организации существенно изменятся в предстоящие 10–15 лет», – говорит Риттенхаус. В лаборатории Bell проектируется «восприимчивая сеть» (percipient network) с периферийной обработкой информации датчиками без пересылки всех данных в центральный компонент, что в итоге приводит к повышению общего быстродействия. Такой метод обработки более похож на функционирование человеческого организма (наши глаза – это датчики, от которых в мозг поступает только оптическая информация), чем современные довольно неуклюжие сети клиент—сервер, в которых отсутствует фильтрация данных.

HP Labs

Реальная встреча или видеоконференция?

За стеклом

Участвовать в конференции Halo лучше, чем самому присутствовать на встречах, особенно если вы не любите поездки

Фил Маккинни, технический директор группы Personal Systems компании HP, работает еще и в подразделении HP Innovations Program Office. Таким образом, его положение уникально: он ставит перед исследователями задачи по проектированию технологий для новых продуктов.

Возможно, в компании HP уже усовершенствовали видеоконференции следующего поколения с использованием комплексов коллективной работы Halo. Представьте, что вы сидите в комнате совещаний с большими видеоэкранами на стене. С людьми, чьи изображения появляются на экранах, даже если они находятся в трех разных местах, можно разговаривать так же, как с собеседниками в одной комнате. Качество изображения и звука достаточно хорошо для этого. Маккинни отмечает, что при этом сокращаются расходы на организацию совместной работы, так как не нужно ездить в командировки по всей стране. «После 20–30 мин общения забываешь, что участники совещания находятся на другой стороне земного шара», – говорит Маккинни. Уже установлено 50 или 60 комнат Halo, часть из них совместно с компанией Dreamworks Animation, которая проектирует комнаты Halo с увеличенным наклоном стен, чтобы создать впечатление единого пространства с помещением на другом конце видеосоединения. (Их можно увидеть в дополнительных материалах на диске Shrek the Third DVD.) Мечта Маккини – через пять лет построить персональные комнаты Halo, в которых можно будет совместно поработать или просто навестить свою бабушку. К сожалению, в переговорных комнатах пока не планируется использовать голограммы.

Вероятно, больший интерес у современных пользователей гаджетов вызовет будущая цифровая персона HP. Интерфейс нового продукта будет привязан не к ОС или прикладным программам, а к профилю пользователя. Цель этого решения – приспособить интерфейс к конкретному пользователю, вместо того чтобы заново изучать интерфейс каждого приобретаемого устройства. По мнению Маккинни, пройдет много времени, прежде чем эта идея будет воплощена в реальность, «но техника должна развиваться именно в этом направлении».

Microsoft Research

Думающая система

Управление мыслью

Внимательно присмотритесь к этому новейшему способу взаимодействия человека с компьютером

Термин «киборг» вызывает в воображении в лучшем случае человека стоимостью шесть миллионов долларов (когда бионика была недорога), а в худшем – «терминатора Калифорнии» со снятой кожей. «На мой взгляд, мы уже в некоторой степени киборги, симбиоз человека и технологии», – говорит исследователь из компании Microsoft Дисней Тан, имея в виду любые приспособления, от контактных линз до слуховых аппаратов и протезов бедренных суставов. Его группа, в которую входят специалисты по когнитивной неврологии и два врача, исследует взаимодействие человека с компьютером, чтобы открыть киборга в каждом человеке.

Управление ПК с помощью мысли – лишь одна область исследования. Еще одна ключевая задача – заставить компьютер понимать человека. «Если я сосредоточен на определенной задаче, то машина должна распознавать мое состояние и не прерывать меня вызовами или сообщениями электронной почты», – говорит Тан. Кроме того, мозг может вести параллельную обработку с лучшими компьютерами, поэтому человек может обдумывать свою задачу, пока компьютер передает ему другую информацию.

«Возможности физиологии человека еще совершенно не раскрыты», – говорит Тан. Так почему бы не предоставить свой мозг в аренду? Тан рассказывает о шуточном проекте вычислений с использованием человеческих ресурсов, для которого пока нет практических применений, но они появятся в будущем. Представьте себе распределенные вычисления, в рамках которых люди предоставляют циклы процессоров своих компьютеров для выполнения некоторой сложной работы в периоды их простоя. Только в данном случае речь идет о неиспользованных «циклах» головного мозга.

«Когда-нибудь мы найдем способ представить эту технологию в виде коммерческого продукта», – добавляет Тан.