Năm 1965, nhà đồng sáng lập Intel Gordon Moore xuất bản một bài báo đáng chú ý trước đây dự đoán rằng sức mạnh tính toán sẽ tăng gấp đôi sau mỗi hai năm. Trong nửa thế kỷ, quá trình nhân đôi này đã được chứng minh là nhất quán đến mức ngày nay nó thường được gọi là định luật Moore và đã thúc đẩy cuộc cách mạng kỹ thuật số.
Trên thực tế, chúng ta đã quá quen với ý tưởng rằng công nghệ của chúng ta ngày càng mạnh mẽ và rẻ hơn, đến nỗi chúng ta hầu như không dừng lại và nghĩ xem nó chưa từng có tiền lệ như thế nào. Chắc chắn, chúng tôi không mong đợi ngựa hoặc máy cày - hoặc thậm chí động cơ hơi nước, ô tô hoặc máy bay - tăng gấp đôi hiệu suất của chúng với tốc độ liên tục.
Tuy nhiên, các tổ chức hiện đại đã dựa vào cải tiến liên tục đến mức mọi người hiếm khi nghĩ về ý nghĩa của nó và, với Định luật Moore sắp kết thúc , đó sẽ là một vấn đề. Trong những thập kỷ tới, chúng ta sẽ phải học cách sống mà không có sự chắc chắn của định luật Moore và hoạt động trong một kỷ nguyên mới của sự đổi mới điều đó sẽ khác biệt sâu sắc.
Nút thắt cổ chai Von Neumann
Do sức mạnh và tính nhất quán của Định luật Moore, chúng ta đã liên kết tiến bộ công nghệ với tốc độ của bộ xử lý. Tuy nhiên, đó chỉ là một khía cạnh của hiệu suất và có nhiều điều chúng ta có thể làm để khiến máy móc của mình làm được nhiều việc hơn với chi phí thấp hơn là chỉ tăng tốc chúng.
Một ví dụ chính về điều này được gọi là từ nút cổ chai Neumann , được đặt theo tên của thiên tài toán học, người chịu trách nhiệm về cách máy tính của chúng ta lưu trữ các chương trình và dữ liệu ở một nơi và thực hiện các phép tính ở một nơi khác. Vào những năm 1940, khi ý tưởng này xuất hiện, nó là một bước đột phá lớn, nhưng ngày nay nó đang trở thành một vấn đề.
Vấn đề là do Định luật Moore, các con chip của chúng ta chạy quá nhanh nên trong thời gian cần thông tin truyền qua lại giữa các con chip - với tốc độ ánh sáng - chúng ta mất rất nhiều thời gian tính toán quý giá. Trớ trêu thay, khi tốc độ chip tiếp tục được cải thiện, vấn đề sẽ chỉ trở nên tồi tệ hơn.
Giải pháp đơn giản về khái niệm nhưng khó nắm bắt trong thực tế. Giống như việc chúng tôi tích hợp các bóng bán dẫn vào một tấm silicon duy nhất để tạo ra các chip hiện đại, chúng tôi có thể tích hợp các chip khác nhau bằng một phương pháp được gọi là Xếp chồng 3D . Nếu chúng tôi có thể làm cho điều này thành công, chúng tôi có thể tăng hiệu suất cho một vài thế hệ nữa.
Máy tính được tối ưu hóa
Ngày nay chúng ta sử dụng máy tính của mình cho nhiều nhiệm vụ khác nhau. Chúng tôi viết tài liệu, xem video, chuẩn bị phân tích, chơi trò chơi và làm nhiều việc khác trên cùng một thiết bị sử dụng cùng một kiến trúc chip. Chúng tôi có thể làm được điều này bởi vì các chip mà máy tính của chúng tôi sử dụng được thiết kế như một công nghệ có mục đích chung.
Điều đó làm cho máy tính trở nên thuận tiện và hữu ích, nhưng lại kém hiệu quả đối với các tác vụ đòi hỏi nhiều tính toán. Từ lâu đã có những công nghệ, chẳng hạn như ASIC và FPGA, được thiết kế cho các nhiệm vụ cụ thể hơn và gần đây, Của GPU đã trở nên phổ biến đối với các chức năng đồ họa và trí tuệ nhân tạo.
Khi trí tuệ nhân tạo đã phát triển lên hàng đầu, một số công ty, chẳng hạn như Google và Microsoft đã bắt đầu thiết kế các chip được thiết kế đặc biệt để chạy các công cụ học sâu của riêng họ. Điều này cải thiện đáng kể hiệu suất, nhưng bạn cần phải tạo ra nhiều chip để làm cho kinh tế hoạt động, vì vậy điều này nằm ngoài khả năng của hầu hết các công ty.
Sự thật là tất cả các chiến lược này chỉ đơn thuần là các chốt chặn. Chúng sẽ giúp chúng ta tiếp tục tiến bộ trong vòng một thập kỷ tới, nhưng với sự kết thúc của Định luật Moore, thách thức thực sự là tìm ra một số ý tưởng mới về cơ bản cho máy tính.
Kiến trúc mới sâu sắc
Trong nửa thế kỷ qua, Định luật Moore đã trở thành đồng nghĩa với máy tính, nhưng chúng ta đã tạo ra những cỗ máy tính toán từ rất lâu trước khi vi mạch đầu tiên được phát minh. Vào đầu thế kỷ 20, IBM lần đầu tiên đi tiên phong trong bảng lập bảng điện cơ, sau đó là ống chân không và bóng bán dẫn trước khi các mạch tích hợp được phát minh vào cuối những năm 1950.
Ngày nay, có hai kiến trúc mới xuất hiện sẽ được thương mại hóa trong vòng 5 năm tới. Đầu tiên là máy tính lượng tử , có tiềm năng mạnh gấp hàng nghìn lần, nếu không muốn nói là hàng triệu lần so với công nghệ hiện tại. Cả IBM và Google đều đã xây dựng các nguyên mẫu hoạt động và Intel, Microsoft và các hãng khác đều có các chương trình phát triển tích cực.
Cách tiếp cận chính thứ hai là tính toán neuromorphic , hoặc chip dựa trên thiết kế của não người. Chúng vượt trội trong các nhiệm vụ nhận dạng mẫu mà các chip thông thường gặp khó khăn. Chúng cũng hiệu quả hơn hàng nghìn lần so với công nghệ hiện tại và có thể thu nhỏ thành một lõi nhỏ chỉ với vài trăm 'tế bào thần kinh' và lên đến các mảng khổng lồ với hàng triệu.
Tuy nhiên, cả hai kiến trúc này đều có nhược điểm của chúng. Máy tính lượng tử cần được hạ nhiệt xuống gần bằng không tuyệt đối, điều này làm hạn chế việc sử dụng chúng. Cả hai đều yêu cầu logic khác biệt sâu sắc so với máy tính thông thường và cần các ngôn ngữ lập trình mới. Quá trình chuyển đổi sẽ không được liền mạch.
Kỷ nguyên đổi mới mới
Trong 20 hoặc 30 năm qua, sự đổi mới, đặc biệt là trong không gian kỹ thuật số, khá đơn giản. Chúng tôi có thể dựa vào công nghệ để cải tiến với tốc độ có thể thấy trước và điều đó cho phép chúng tôi dự đoán, với mức độ chắc chắn cao, điều gì sẽ có thể xảy ra trong những năm tới.
Điều đó khiến hầu hết các nỗ lực đổi mới đều tập trung vào các ứng dụng, với trọng tâm là người dùng cuối. Các công ty khởi nghiệp có thể thiết kế trải nghiệm, thử nghiệm, thích ứng và lặp lại nhanh chóng có thể vượt trội hơn các công ty lớn có nhiều nguồn lực hơn và công nghệ phức tạp hơn. Điều đó làm cho sự nhanh nhẹn trở thành một thuộc tính cạnh tranh xác định.
Trong những năm tới, con lắc có thể sẽ chuyển từ các ứng dụng trở lại các công nghệ cơ bản giúp chúng trở nên khả thi. Thay vì có thể dựa vào các mô hình cũ đáng tin cậy, phần lớn chúng ta sẽ hoạt động trong lĩnh vực chưa biết. Theo nhiều cách, chúng ta sẽ bắt đầu lại từ đầu và sự đổi mới sẽ trông giống như những năm 1950 và 1960
Máy tính chỉ là một lĩnh vực đạt đến giới hạn lý thuyết của nó. Chúng tôi cũng cần pin thế hệ tiếp theo để cung cấp năng lượng cho các thiết bị, ô tô điện và lưới điện của chúng tôi. Đồng thời, các công nghệ mới, chẳng hạn như genomics, công nghệ nano và robot đang trở nên đi lên và thậm chí phương pháp khoa học đang được đặt ra trong câu hỏi .
Vì vậy, bây giờ chúng ta đang bước vào một kỷ nguyên đổi mới mới và những tổ chức sẽ cạnh tranh hiệu quả nhất sẽ không phải là những tổ chức có khả năng phá vỡ, mà là những tổ chức sẵn sàng giải quyết những thách thức lớn và khám phá những chân trời mới.
