| | Тенденции развития информационных технологий
Денис Колисниченко (http://dkws.org.ua, dhsilabs@mail.ru)
В 81 году прошлого столетия началась эра персональных компьютеров. Процессор Intel 8088 с частотой 4.77 МГц, 64 Кбайт оперативки и 1 флоппи-дисковод емкостью 160 Кбайт. С современными компьютерами можно даже и не сравнивать… В этой статье мы попытаемся заглянуть в будущее, а именно поговорим о тенденциях развития информационных технологий.
Преследуемая цель
Цель этой статьи - не попытка предсказать, что произойдет в ближайшие 5-10 лет в мире информационных технологий. Это неблагодарная работа. Вот напишешь, что компьютеров в настоящем понимании не будет, а будут мобильные устройства, реагирующие на голос и с миниатюрными дисплеями, встроенными в обычные солнцезащитные очки, а что, если таких компьютеров не будет? Вспомнят же эту статью через пять лет! Моя задача гораздо проще - выделить тенденции развития современных информационных технологий.
Направления развития ИТ
Можно выделить следующие направления развития информационных технологий: мобильность, беспроводные технологии, в том числе беспроводный Интернет, широкополосный Интернет, мультимедиа, ликвидация компьютерной безграмотности, робототехника. Прежде чем перейти к рассмотрению этих направлений, нужно поговорить о доступности информационных технологий.
Доступность ИТ
Сегодня информационные технологии доступны каждому - было бы желание купить компьютер, ноутбук или КПК. Компьютеры и комплектующие становятся все дешевле и дешевле, и это не говоря уже о всевозможных кредитах, позволяющих купить компьютер или ноутбук в рассрочку на год или два. Правда, через эти два года как раз настанет время покупать новый компьютер или хотя бы модернизировать старый, но это уже другая история.
Стационарный компьютер (имеется в виду системный блок) начального уровня (Intel Athlon 64 3200+, RAM 512Mb, HDD 250Gb, DVD-RW+) можно купить примерно за 250-300 долларов. К этой цене нужно еще добавить стоимость монитора - примерно 200 долларов. Вот и выходит, что вполне нормальный компьютер можно купить за 450-500 долларов. И не нужно говорить, что такой компьютер не сможет работать с современным программным обеспечением. Сказано громко, а на уме одно - Vista. Не так страшна Vista, как ее малюют. Например, я запускал и умудрялся даже работать в Windows Vista на компьютере с процессором AMD Duron 1,6 Ghz и 768 Мб оперативной памяти. Что тут удивительного? А то, что Vista при этом была запущена в виртуальной машине VMWare. Так что наш компьютер начального уровня еще очень даже ничего.
Если же хочется более мощный компьютер, то он вместе с монитором обойдется вам примерно в 1000 долларов. Дороже покупать смысла нет, поскольку через 3-6 месяцев данная конфигурация потеряет 10-20% (это при условии покупки нового компьютера такой же конфигурации, продажа б/у не рассматривается, поскольку на ней можно потерять больше) своей стоимости.
Что же касается ноутбуков, то новый ноутбук можно купить за 500 долларов. Да, это устройство будет больше похоже на электронную печатную машинку (256 Мб оперативной памяти и 40-60 Гб жесткий диск), но, тем не менее, если очень нужно, то за 500 долларов у вас будет новый лэптоп или КПК (цена на КПК начинаются с 200 долларов) - что кому больше нужно для работы.
Мобильность
Стать мобильным очень просто - достаточно купить ноутбук, КПК или мобильный телефон. Относительно современных мобильных телефонов можно сказать, что это скорее КПК с функциями телефона, нежели чем телефоны с функциями КПК. На мобильные телефоны уже устанавливается Windows, MS Office и даже есть Антивирус Касперского. Да, такова реальность: теперь мобильный телефон зависает, самопроизвольно перезагружается и его могут инфицировать вирусы.
Рисунок: Nokia E61: телефон с функциями КПК или КПК с функциями телефона?
Хотя мобильность нравится не всем. Например, мне она особо не нужна. Мне нравятся стационарные компьютеры - большой монитор, большая (полноразмерная) удобная клавиатура, системный блок, который я могу в любой момент разобрать (крышка системника снята постоянно). От ноутбука такого не получишь. Однако, несмотря на желания конечных пользователей, информационные технологии уже приняли курс на мобильность. Об этом говорит доступность мобильных устройств. Вот, например, ноутбук от Toshiba с 1 Гб оперативной памяти стоит чуть больше 600 долларов. Цены на ноутбуки практически сравнялись с ценами на стационарные компьютеры (иногда даже и ниже).
Через некоторое время стационарный компьютер станет такой же диковинкой, как ноутбук, скажем 10 лет назад. И произойдет это не через 10 лет, а гораздо раньше. Уже сегодня каждый третий проданный компьютер - это ноутбук. Завтра каждый второй проданный компьютер будет ноутбуком или КПК, а послезавтра стационарные компьютеры будут практически вытеснены с рынка персональных компьютеров.
В мобильных технологиях есть свои тенденции развития. Из основных можно выделить снижение веса и энергопотребления. Современный ноутбук весит до 3 килограмм и может работать автономно от 2,5 до 4 часов от батареи стандартной емкости. Ожидается, что к 2010 году ноутбуки будут потреблять в 10 раз меньше электроэнергии, а это означает, что самый обычный ноутбук, казалось бы, должен будет работать автономно минимум 20 часов. Но такого не произойдет, поскольку вместе со снижением энергопотребления повышается и производительность компьютеров, что требует дополнительной мощности. Вот если бы производительность осталось на прежнем уровне (хотя кому это нужно?), тогда все возможно. С другой стороны: производительность современных КПК достигает производительности пяти-шести летних компьютеров (например, у КПК Qtek 2020i частота процессора 520 МГц). Так, что если предположить, что через 5 лет производительность КПК достигнет уровня современных ноутбуков, то можно говорить и о 20-часовой автономной работе.
Беспроводные технологии
Мобильность и беспроводные технологии идут нога в ногу. Нельзя быть мобильным, если твое перемещение ограничено кабелем. Будь то витая пара или обычный телефонный кабель. По большому счету скоро модем и сетевая плата исчезнут с "бортов" ноутбуков. На наших просторах, конечно, эти два устройства еще долго будут востребованными, поскольку до беспроводных городов, какие уже давно существуют в Европе, нам еще далеко.
Для организации беспроводного доступа к Интернету очень часто используется популярная технология Wi-Fi (сокр. от англ. Wireless Fidelity), позволяющая передавать данные по "воздуху", то есть с помощью радиосигнала. Wi-Fi обеспечивает довольно большую скорость передачи данных, но у нее есть один недостаток - небольшой радиус действия.
Еще в 2003 году европейские города Бохум и Лиссабон практически избавились от проводов благодаря беспроводному доступу, предоставляемому в кафе, ресторанах и парках. За ними последовали и другие Европейские города.
Было подсчитано, что в Европе количество общественных точек доступа к 2008 году вырастет до 110 тысяч.
Сейчас во многих библиотеках, университетах, аэропортах, торговых центрах, гостиницах Европы и США предоставляется беспроводный доступ к Интернету, причем совершенно бесплатно. Все, что нужно - это ноутбук и желание побродить по Интернету. Места общественного доступа, оборудованными точками доступа, называются хот-спотами.
На просторах бывшего СНГ о таком можно лишь только мечтать. В крупных городах можно насчитать несколько беспроводных точек доступа. В Москве и Киеве первые беспроводные точки доступа появились практически одновременно - в 2003 году (с разницей в месяц), но до сих пор общее количество беспроводных точек доступа относительно невелико. Не будешь же добираться через весь город, чтобы поработать в Интернете? Большая часть хот-спотов России расположена в Москве (59%), в Санкт-Петербурге - 24%, остальные разбросаны по всей стране.
В средних же городах хорошо, если есть хотя бы одна беспроводная точка доступа. А так Интернет идет в квартиры и офисы конечных пользователей по кабелю. Вот я две недели ждал, пока провайдер соизволил заменить перебитый кабель. Плохой провайдер? Может быть, но другого нет. У других или еще хуже или нет технической возможности подключиться к ним.
Широкополосный доступ в Интернет
Еще три года назад о доступе к Интернету в 1-2 Мбит/с (и более) можно было только мечтать. Сейчас широкополосный доступ в Интернет - это реальность благодаря развитию технологии ADSL. ADSL - не очень молодая технология, но еще три года назад была доступна только организациям, а сейчас, когда безлимитный доступ к Интернету стоит около 20 долларов в месяц (зависит от провайдера, города и скорости), ADSL доступна большинству домашних пользователей.
Широкополосный доступ к Интернету не только позволяет быстро передавать информацию, но и открывает новые возможности пользователям Интернета, например, возможность участия в видеоконференциях. Web-камеры стоят сейчас очень дешево, не говоря уже о цифровых фотоаппаратах и мобильных телефонах, которые могут работать в режиме Web-камеры.
Широкополосный доступ к Интернету хоть и дешевый, но пока доступен не каждому пользователю. У кого-то до сих пор аналоговая АТС, что не позволяет организовать ADSL-доступ, а кто-то до сих пор не знает, что такое ADSL (надеюсь, что первых больше, чем вторых).
Думаю, в ближайшие годы ADSL-доступ станет доступнее и еще дешевле (возможно, стоимость останется на уровне 20 долларов в месяц, но скорость станет выше - это однозначно).
Врезка
Технология ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) обеспечивает скорость download- потока данных в пределах от 1,5 Мбит/с до 8 Мбит/с и скорость upload-потока данных от 640 Кбит/с
Мультимедиа
Доступность быстрого доступа к Интернету и рост производительности вычислительных систем в конечном итоге приведет к значительному увеличению загружаемой из Интернета мультимедиа-информации. В 2005 году пользователи Интернета (учитывались только пользователи Европы!) потратили на загрузку фильмов и музыки чуть меньше 10 миллионов евро. Планируется, что в 2010 году на загрузку фильмов и музыки будет потрачено около 700 млн. евро (!). Дешевый и быстрый доступ к Интернету уже почти сделал ненужными обычные кинотеатры и видеопрокаты. Зачем идти в прокат за фильмом, если его можно минут за 20 скачать из Интернета? За это время в прокат точно не доберешься!
Ликвидация компьютерной безграмотности
Информационные технологии могут принести пользу лишь в том случае, если человек может их использовать. Какой прок от самого мощного компьютера, быстрого доступа к Интернету, если человек с трудом умеет все это использовать?
Поэтому ликвидация компьютерной безграмотности - это одно из самых важнейших направлений развития информационных технологий. А то получится, что ИТ-новинки будут разрабатываться только для тех, кто их разрабатывает, потому что все остальные не будут знать, как ними пользоваться. Самое интересное, что ведущие ИТ-компании понимают это и разрабатывают собственные программы ликвидации компьютерной безграмотности. Одна из таких программ - «Обучение для будущего» от Intel. С 2002 года по настоящее время было обучено более 394 тысяч человек.
Врезка
Образовательная программа Intel® "Teach to the Future" (Intel® «Обучение для будущего») призвана помочь учителям средней школы глубже освоить новейшие информационные и педагогические технологии, расширить их использование в повседневной работе с учащимися и при подготовке учебных материалов к урокам, в проектной работе и самостоятельных исследованиях школьников.
Сайт http://iteach.ru
Робототехника
Не устану повторять, что лень - двигатель прогресса, а никак не реклама. Реклама появилась относительно недавно, а лень сопровождала человека с момента появления на свет самого человечества. Человек много сделал ради собственной лени. Те же счетные машины, те же компьютеры.
Современная наука и техника, похоже, осуществила самую сокровенную мечту человека - создала робота. Следует полагать, что в относительно недалеком будущем большая часть обслуживающего персонала будет заменена роботами. Пока это дорого, но рано или поздно роботы будут более совершенными и более доступными. Тогда их использование будет очень выгодно - они не отдыхают, им не нужен отпуск, им не нужно платить зарплату и оплачивать медстраховку. Выгодно? Конечно!
Совсем недавно правительство Южной Кореи заявило о том, что планирует создание города робота. Сейчас только выбирают участок, который будет предназначен для испытаний самых последних разработок из области робототехники. Новый "город" получит название Robot Land. Строительство города начнется в 2009 году.
По утверждению аналитиков рынок робототехники в Южной Корее в 2006 году составил 812 миллионов долларов. С каждым годом этот показатель увеличивается на 30-40%. Так, что "терминаторы" наступают!
Наращивание мощности ПК: пета-системы
Последние разработки некоторых ИТ-компаний, например, той же Intel, в области полупроводниковой фотоники позволяют повысить скорость обмена данными между микросхемами, что позволяет создавать еще более быстрые компьютеры.
Одним из самых мощных суперкомпьютеров в Европе считается Finis Terrae: в нем более 2500 процессорных ядер Intel Itanium 2. Сейчас этот компьютер используется для международных исследовательских проектов. Вам кажется, что этот компьютер является чем-то уникальным? С одной стороны - да, на данный момент. А с другой - нет. Сейчас поясню. Было показано, что в среднем производительность обычных настольных компьютеров отстает от производительности суперкомпьютеров на 13 лет. Получается, в 1994 году производительность суперкомпьютеров была приблизительно равна производительности того компьютера, который сейчас стоит у вас на столе (при условии, что вы покупали его в этом году). И, наоборот, через 13 лет, а именно в 2020 году ваш настольный компьютер по производительности будет равен (скорее всего, будет даже превосходить) тот самый Finis Terrae!
Что же касается современных суперкомпьютеров, но не так давно они преодолели показатель производительности в 1 TFLOPS (триллион операций с плавающей запятой в секунду), а уже в июне этого года был достигнут совершенно иной уровень производительности - 3 петафлопс (PFLOPS) - квадриллион операций с плавающей запятой в секунду. Компания IBM разработала новый суперкомпьютер - IBM Blue Gene/P. Пиковая производительность этой машины составляет 3 PFLOPS, однако машина может работать с постоянной производительностью в 1 PFLOPS. Для сравнения: 1 PFLOPS - это примерно в 100 тыс. раз больше, чем мощность среднего настольного компьютера.
Вы думаете, что 1 петафлопс это очень много? На самом деле - нет. Задачи аэродинамики требуют вычислительной мощности в несколько PFLOPS. Но и несколько PFLOPS - это не предел. Например, вычислительная космология (есть такая наука) требует производительности в 10 EFLOPS (один экзафлопс, квинтиллион операций с плавающей запятой в секунду).
По прогнозам компании Intel к 2029 году появятся даже более мощные компьютеры, производительность которых будет на уровне секстиллиону операций с плавающей запятой в секунду.
Вы и сами можете создать свой прогноз. Загляните на сайт http://www.top500.org, на котором вы найдете параметры производительности самых высокоскоростных компьютеров в мире. На этом же сайте можно увидеть график производительности суперкомпьютеров, из которого видно, что за 10 лет производительность суперкомпьютеров увеличилась с 10 TFLOPS до почти 10 PFLOPS!
Диаграмма производительности 1. Производительность суперкомпьютеров. Данные сайта http://www.top500.org
Диаграмма производительности 2. Планируемая производительность суперкомпьютеров. Прогноз на 10 лет. Данные сайта http://www.top500.org
Врезка IBM Blue Gene + фотка
Суперкомпьютер IBM Blue Gene/P обеспечивает производительность 1-3 PFLOPS. Для достижения производительности в 1 PFLOPS используется 294912 процессоров, а чтобы выйти на уровень 3PFLOPS нужно 884736 процессоров. Используются процессоры PowerPC 450 с частотой 850 МГц.
Предыдущее поколение Blue Gene - Blue Gene/L обеспечивало производительность всего в 280 TFLOPS, так что Blue Gene/P можно назвать серьезным прорывом компании IBM.
IBM Blue Gene/P имеет модульную архитектуру. Он состоит из нескольких серверных стек (максимальное количество стоек - 72). В одном кластере находится от 512 до 1024 узлов (до 2 Гб памяти на один узел).
Blue Gene/P относят к классу HPC (High Performance Computer) с малой степенью обслуживания. Но компоновка и масштабируемость - не единственные преимущества Blue Gene/P. При мощности в 1 PFLOPS он потребляет всего 2,9 МВт энергии. Мощность других суперкомпьютеров с такой же производительностью, как было отмечено в этой статье, составляет 9-10 МВт. Пиковая мощность (3 PFLOPS) требует "всего" 8,7 МВт.
Суперкомпьютер работает под управлением операционной системы Linux. Основные языки программирования - Fortran, C и C++. Компьютер будет использоваться для решения задач биологии, физики, астрофизики, генетики, химии и пр.
Что ждет пользователей?
В прошлом году на осеннем Форуме Intel был представлен прототип процессора с 80 (!) ядрами. Этот процессор может обеспечить настольным компьютерам производительность в несколько терафлопс (TFLOPS). Кстати, помните прогноз на 13 лет? В 1997 году (то есть 10 лет назад) производительность суперкомпьютеров достигла отметки 10 TFLOPS. А спустя 10 лет был получен процессор для настольных компьютеров, обеспечивающий подобную производительность. Если прогноз оправдается, и через 3 года мы увидим такие процессоры на обычных настольных компьютерах. Правда, как обычно, в первый год они будут стоить довольно дорого, так что доступными для основных потребительских масс они станут еще через год-два.
По мнению экспертов, самая большая проблема - это высокая скорость передачи данных между ядрами процессора и памятью. Память должна обладать высокой производительностью, чтобы не свести на нет все старания ядер процессора. Если для увеличения пропускной способности памяти увеличить тактовую частоту памяти, то можно наткнуться на физические ограничения медных проводников. Если увеличить число каналов памяти, то увеличатся размеры процессора и его стоимость. Другими словами, нужно разрабатывать совершенно другие технологии передачи данных.
Но производительность памяти - это не единственная проблема на пути к домашним тера-системам. Нужно еще учитывать производительность системы ввода/вывода, а также обеспечить новым системам приемлемую надежность и энергопотребление. Например, современные пета-системы потребляют мощность в 9-10 МВт. Содержание такой системы в год превысит 14 млн. долларов (по европейским ценам). Сами понимаете, не каждая организация сможет позволить себе содержать такой компьютер. Конечно, планируемая производительность настольных компьютеров не такая высокая, следовательно, и энергопотребление будет не таким дорогим. Но не нужно забывать, что одно из направлений развитие ИТ - это мобильность. Это ж какой аккумулятор в ноутбуке должен быть, чтобы "прокормить" систему, обеспечивающую производительность в 10 TFLOPS, при условии, что энергопотребление останется на современном уровне!
OpenSource или коммерческое ПО?
В этой статье мы преимущественно говорили о "железе", но ведь "железо" - без "математики" ничего не умеет. Какое программное обеспечение будет в будущем? Бесплатное с открытым кодом (Open Source) или проприетарное? Несмотря на бурное развитие OpenSource и Linux в частности, как ни прискорбно отмечать, мне кажется, что будущее за проприетарным ПО (кушать всем хочется). И это не потому, что коммерческое ПО - лучше. Просто, если учесть последние тенденции в мире OpenSource (многие дистрибутивы Linux уже не полностью бесплатны и открыты), все к тому идет. Конечно, ни OpenSource и коммерческое ПО не вымрет, как динозавры, но то, что эти два вида изменятся - это точно.
Вместо заключения
Напомню, что данная статья - это всего лишь попытка заглянуть в будущее и ее автор не несет никакой ответственности за неосуществление приведенных в статье прогнозов Wink | |
