Kip Crosby, http://www.forbes.com/

В течении десятилетий кремний, с его способностью к переносу электронов, был оплотом компьютерной индустрии. Но, для разнообразия, давайте заглянем в тот день, когда электроны не будут играть такой уж важной роли. Лет через 10 кремний станет проклятием для компьютерщиков. "Он слишком большой, слишком медленный, слишком сильно нагревается при работе". Возникнет необходимость в новой архитектуре компьютеров, архитектуре меньше зависящей от электронов и больше … ну, что…что? Оптика.

C помощью фирмы Forbes ASAP, имеющей множество наград за дизайн компьютерной техники, был построен компьютер 2010.

Везде, где возможно, наш свежесозданный компьютер заменяет старые тяжелые электроны прекрасными солнечными частичками - фотонами. Электроны играют свою роль там, где они работают лучше всего (переключение), а фотоны исполняют свою неповторимую роль (очень-очень быстро перемещаются). Другими словами, мы привнесли в компьютер скорость и пропускную способность оптических коммуникаций. Подобное гибридное устройство называется оптоэлектронным, и это слово пора начинать использовать ежедневно.

В результате компьютер станет более дешевым и более компактным. Но самое главное, что оптоэлектронное вычисление гораздо быстрее, чем то что применяется сегодня, поэтому компьютер буде намного производительнее. Насколько? Через десять лет в своем компьютерном магазине вы будете покупать эквивалент сегодняшних супер-ЭВМ в виде персоналки.

Какова вероятность того, что такой компьютер будет сделан? Некоторые из его узлов пока просто невозможно создать технологически. Но многие другие уже разработаны либо разрабатываются лучшими умами человечества. Рано или поздно, скорее все-таки рано, оптоэлектронный компьютер будет существовать… и возможно будет выглядеть как построенный нами макет.

Хорошо, мы создали совершенно революционный оптический компьютер к 2010 году. И что с ним делать?

Все. Так как он мал по размерам и имеет мощь современных суперкомпьютеров, ПК 2010 станет хранилищем всей информации, охватывающей все аспекты нашей повседневной жизни. Наш компьютер, больше не привязанный к электричеству, станет ключом, который откроет дверь в совершенно новую жизнь.

Когда мы подключим наш ПК 2010 в розетку в стене нашего дома, дом станет понятливым, предупреждающим каждое наше желание. На работе, подключаем его к рабочему столу, который станет гигантским интерактивным экраном. А при наличии связи такого компьютера с мобильным устройством, мы получим персонального цифрового помощника.

Этот ПК будет защищен от воров, благодаря биометрическому сканеру, который будет узнавать только вас по отпечатку пальца.

Основным способом общения с компьютером будет голосовое.

В 2010 настольный компьютер превратится в стол...другими словами, подсоединяя ваш компьютер к офисному столу, вы превратите последний в гигантский компьютерный экран - интерактивный фотонный дисплей. Вам не понадобится клавиатура, так как файлы смогут быть открыты и закрыты прикосновением пальца. Но для тех кто предпочитает клавиатуру, мы ее тоже сохранили. Виртуальная клавиатура в любой момент может быть создана на экране и удалена тогда, когда в ней нет нужды. Вот она есть, а вот ее нет.

А что делать с нашим компьютером 2010, когда придем домой после трудного и продолжительного рабочего дня. Подключите его к стенной розетке с магнитным фиксатором, и смотрите как ваш дом приходит в себя. В сущности компьютер становится операционной системой нашего дома, и наш дом начинает реагировать на наши потребности, знать наши предпочтения (приготовить кофе в 7 часов, запустить любимую группу "Долгоногие подружки" в тот момент, когда вы переступаете порог…).

ПК 2010 подключается к вашему дому, так что дом становится оснащенным шикарной операционной системой.

Прежде чем собирать компьютер 2010, надо сделать жесткий диск для него. Диск будет голографическим и чем будет походить на CD-ROM или DVD. То есть это будет прозрачная вращающаяся пластинка с записывающим лазером с одной стороны и считывающим лазером с другой, объем хранимой информации на таком диске будет достигать просто астрономических величин - несколько терабайт. При таких объемах можно будет хранить каждую мельчайшую деталь вашей жизни. Только вот если компьютер у вас украдут, постарайтесь не забыть кто вы.

ГДЕ МЫ СЕЙЧАС? Голографический диск наверное самый простой компонент в компьютере 2010, так как в экспериментальных лабораториях он уже существует.

КТО РАБОТАЕТ НАД ЭТИМ? Стенфордский университет, Lucent Technologies, Siros Technologies.

ВРЕМЯ ЗАВЕРШЕНИЯ? 2005, выход коммерческого продукта.

Наш процессор 2010 будет функционировать по тем же принципам, что и сегодня. Но вместо электронных микропроцессоров, которые являются и мозгом и мускулами современного компьютера, процессор будущего будет иметь оптоэлектронные интегральные схемы (чипы будут использовать кремний там, где требуется переключение, и оптику для коммуникаций). Это даст огромный прирост в быстродействии и эффективности. Почему? Да потому, что сегодняшний компьютер тратит слишком много времени на ожидание данных для обработки. Мгновенная оптическая связь и память, работающая так же быстро как и процессор обеспечат непрерывный поток данных процессору для обработки. При передаче данных со скоростью, не ограниченной больше электронной передачей, можно будет достигнуть частот порядка 100 гигагерц, то есть в 100 раз быстрее чем сегодня.

Процессор будущего может быть шестигранником, окруженным со всех сторон быстрым кэшем, так что бы требуемые данные могли быть выбраны из ближайшей части кэша. Именно таким образом и будет достигнута производительность сегодняшних супер-ЭВМ

ГДЕ МЫ СЕЙЧАС? Оптоэлектронные интегральные схемы сегодня уже существуют, но в малых масштабах для специализированных целей. Но до оптоэлектронного процессора еще довольно далеко.<.p>

КТО РАБОТАЕТ НАД ЭТИМ? исследовательский институт Atlanta, Lucent, и Nortel. Оптические соединители разрабатываются в Стенфордском университете. Датская компания GIGA, принадлежащая Интел намеревается стать лидером в этой области.

ВРЕМЯ ЗАВЕРШЕНИЯ? 2010, если повезет.

При применении оптической связи в компьютерных технологиях, мы получим тот самый эффект, которым можно было наслаждаться в 1980 году, когда компьютеры на базе 80286 имели память, работающую на частоте процессора. Скорость шины памяти - та скорость с которой происходит обмен данными между процессором и памятью - была равна частоте процессора (конечно всего 8 мегагерц, но это же было так давно). Процессор получал данные так же быстро как мог их обработать, в результате процессор меньше находился в режиме ожидания данных.

Больше никогда подобная ситуация не возникала, напротив она становится все хуже и хуже. Средний компьютер сегодня имеет процессор 600 МГц и шину 133 МГц. Несмотря на различные технологические подвиги процессор все еще тратит две трети времени на ожидание данных.

Оптоэлектроника решит эту проблему. При должным образом разработанной шине оптической памяти, скорость выборки данных из памяти будет снова приравнена к частоте процессора.

Конечно, это потребует более быстрой обработки данных в памяти и, соответственно, другой, более быстрой, архитектуры памяти, которая к счастью уже есть или в скором времени будет. Большой кэш сверхбыстрой энергонезависимой магнитной RAM будет содержать данные, которые срочно требуются процессору.

Для нашего нового быстрого кэша, нам понадобится избавиться от неэффективности сегодняшней SRAM, которая требует постоянного обновления. Неэффективность кэша сегодня настолько велика, что если вы знаете его скорость, то учтите, что реальная производительность в три раза меньше, а две трети времени уходит на процессы обновления.

Полупроводниковая технология 2010 года будет основана не на кремниевой памяти, а на магнитной памяти в молекулярном масштабе. Так как мельчайшие элементы будут намагничены для представления нулей и размагничены для представления единиц, информация может быть легко и быстро обновлена простым электрическим сигналом. Весь процесс будет гораздо быстрее того, что мы имеем сегодня, и будет вполне реально удовлетворить требования процессора, работающего на частоте 100 гигагерц, и никаких ожиданий.

Представьте себе гигабайт такого кэша установленного прямо на процессор с мультиплексным оптическим мостом. Главное что процессор при этом не улетел.

ГДЕ МЫ СЕЙЧАС? Главным образом в экспериментальной стадии.

КТО РАБОТАЕТ НАД ЭТИМ? Правительственные лаборатории США и IBM, которая, наверное, знает о магнитной памяти больше всех.

ВРЕМЯ ЗАВЕРШЕНИЯ? 2010, надо только немного верить

Наша основная RAM будет вполне оптической, фактически голографической. Голографическая память имеет трехмерную природу, и можно эшелонировать любое количество плоскостей памяти в прямоугольное твердое тело. Объем чипа в 256 гигабайт легко достижим.

ГДЕ МЫ СЕЙЧАС? Голографическая память уже существует, но она пока медленная и пока существуют проблемы с ее массовым производством, кроме того ряд проблем связан с контролем качества.

КТО РАБОТАЕТ НАД ЭТИМ? Ряд лабораторий различных университетов.

ВРЕМЯ ЗАВЕРШЕНИЯ? 2009, или возможно немного раньше.

Одно из самых больших преимуществ фотонных цепей - крайне малое энергопотребление. Небольшая, но длинная, подобная стержню литиевая батарея изогнутая в тороид и установленная в компьютер будет функционировать пару недель. А подзарядить ее можно будет так же легко, как сегодня мы заряжаем свои сотовые телефоны.

ГДЕ МЫ СЕЙЧАС? Очень близко. За последние несколько лет мы прошли большой путь в создании батарей.

КТО РАБОТАЕТ НАД ЭТИМ? Hewlett-Packard.

ВРЕМЯ ЗАВЕРШЕНИЯ? 2007.

Размер не играет никакой роли в компьютерах 2010 года. Он может быль большим, как ваш рабочий стол, или маленьким как монокль. Большие варианты компьютерных экранов будут основаны на жидких кристаллах возбуждаемых фотонным способом, которые будут иметь гораздо белее низкое энергопотребление, чем сегодняшние LCD мониторы. Цвета будут яркими, а изображения точными (возможно плазменные дисплеи). Фактически сегодняшняя концепция "разрешающей способности" будет в значительно степени атрофирована.

ГДЕ МЫ СЕЙЧАС? Подобные устройства уже спроектированы, но производству их мешает отсутствие соответствующих технологий. Идут исследования по оптическому возбуждению жидких кристаллов. У нас ведь еще 10 лет на эти разработки.

КТО РАБОТАЕТ НАД ЭТИМ? Sharp Electronics, мировой лидер LCD технологии, которая уже вкладывает капитал в развитие оптоэлектроники. Sony, Toshiba, и IBM так же работают в этом направлении

ВРЕМЯ ЗАВЕРШЕНИЯ? 2010, если повезет.