Do 2010. godine današnje kompjutere će zameniti 1000 puta moćniji multimedijalni uređaji

Napredak našeg društva već više od 150 godina diktiraju elektroni. Iako će oni i ubuduće nastaviti da nam služe kao prenosnici električne energije, čini se da se njihovoj primeni, prvenstveno u računarima a i u ostalim tehničkim uređajima, polako bliži kraj. Na scenu dolaze fotoni.

Razlozi za ovu smenu generacija postaju svakim danom sve više evidentni. Elektron je jednostavno prevelik, prespor i prevruć. Danas u procesorima veze od 0,25-mikrometara (mikrona) polako zamenjuju one od 0,18, a sledeći korak je 0,13 mikrona. Pored činjenice da je proizvodnja još tanjih veza sve skuplja, biće gotovo nemoguće izbeći preskakanje elektrona između susednih veza. S druge strane, foton gotovo da nema masu i može da nosi više podataka u jednom snopu zavisno od frekvencije, i to bez zagrevanja. Na kraju, fotoni su najbrže čestice poznate čoveku jer, naravno, putuju brzinom svetlosti.

Sa ovom činjenicom na umu, ljudi iz kompanije „Frogdesign” koja se bave projektovanjem superračunara skočili su kroz vreme deset godina unapred i sklopili prosečnu konfiguraciju personalnog računara budućnosti.

Kod ovog je računara svaki deo koji se trenutno oslanja na elektrone zamenjen optičkim pandanom. Naravno, elektronski prekidači će i dalje ostati važan deo računara. Rezultat ovog spoja je pouzdaniji, jeftiniji i mnogo manji računar nego oni koje poznajemo danas, zapravo dizajneri predviđaju da će ovi računari pre ličiti na frizbi nego na sadašnje računare. Naravno, ono što svakog korisnika najviše zanima, performanse računara, dostići će nivo današnjih superkompjutera. Računar takve snage, toliko jeftin da će svako moći da ga priušti i toliko mali da ćete moći da ga nosite svuda sa sobom, postaće nezamenjiva alatka u životu svakog modernog čoveka. To znači da na poslu nećete imati drugi kompjuter, već samo spustite sopstveni računar na sto i on se već povezao s mrežom!

Upravljački interfejs ovog računara biće vaš glas i desktop. Površina samog stola (engl. desktop) biće veliki touch screen koji će zameniti današnje monitore, tastature i miševe. Pored toga što će prepoznavati glas, ovi računari će imati i vlastiti sintetizator glasa, tako da će moći da vam pročitaju pristigle poruke ili da vas upozore na termine iz podsetnika. Da ne biste morali da brinete za bezbednost svojih podataka na samom kućištu stajaće biometrički senzor za očitavanje otisaka prstiju.

Da biste mogli sa sastavite ovaj računar budućnosti potrebne su vam komponente iz budućnosti. Većina ovih komponenti postoji već sada, ali su trenutno preskupe za prosečnog korisnika. Pored toga skoro sve su još uvek u takvom stadijumu razvoja da čak i kada biste mogli da ih kupite njihovim spajanjem napunili biste celu sobu, a još uvek ne biste imali željene performanse.

Tako, recimo, hard diskovi koji će se koristiti u ovakvim računarima već postoje, ali u laboratorijama (vidi sledeći tekst). Hologramski diskovi će se u slobodnoj prodaji pojaviti „mnogo” pre potpuno optičkih kompjutera, a do 2010. godine biće dovoljno jeftini da se ugrađuju u sve računare.

Za deset godina današnje procesore zameniće oni sa optoelektronskim integralnim kolima. Ova kola su kombinacija elektronskih i optičkih delova. Prekidači u procesoru su od silicijuma, ali oni više neće biti povezani metalnim vezama nego će komunicirati optičkim putem. Tako će se otkloniti osnovna mana današnjih procesora – predugo čekanje na nove podatke za obradu. Otklanjanjem metalnih veza koji se zagrevaju i sprečavaju povećanje takta, brzina procesora preći će čak 100 GHz. Za razliku od sadašnjih procesora koji su četvorougaoni, procesor u računaru budućnosti imaće izgled pravilnog šestougla. Dok je četvrtasti oblik današnjih procesora rezultat potrebe za minijaturizacijom i maksimalnim iskorišćenjem silicijumske ploče, naredne generacije biće šestougaone da bi svaki deo procesora mogao što brže da komunicira sa keš memorijom koja će ga okruživati poput prstena. Veoma proste verzije optoelektronskih integralnih kola postoje već sada, ali su još uvek daleko od stepena koji je potreban za proizvodnju procesora sa željenim specifikacijama. Po trenutnim procenama, ovakvi procesori će se pojaviti tek za deset godina. Na usavršavanju optoelektronike najviše rade kompanije „Scientific-Atlanta” i „Nortel”, a u „Lucentu” pokušavaju da naprave i optičke prekidače, tj. potpuno optički procesor. Da ova vrsta procesora predstavlja budućnost pokazao je i veliki „Intel”, kada je kupio dansku kompaniju „GIGA”, jednog od navećih svetskih proizvođača optoelektronskih kola.

Optika će ubrzati još jedno usko grlo današnjih računara – magistralu. Dok su trenutno najbrži procesori već probili barijeru od 1 GHz, krajnje brzine magistrala se kreću od 133 MHz kod „Intela” do 200 MHz kod AMD-ovog Athlona. Optička magistrala će bez problema raditi na taktu procesora – 100 GHz. Za brzinu magistrale vezana je i brzina RAM memorije. Računari će imati veliki keš od ultrabrzog magnetnog RAM-a, dok će osnovna sistemska radna memorija biti optički tj. holografski RAM. Kod današnje memorije od silicijumskih elemenata osvežavanje, zbog konstrukcije, traje predugo. S druge strane, magnetni RAM čine mali naelektrisani molekuli. Osvežavanje ove memorije vrši se jednostavnim električnim impulsom i dostizaće brzinu od 100 GHz. Sama brzina magnetne memorije omogućiće da se u računare stavlja čak 1 GB (da, gigabajt!) keša. Nažalost, magnetna memorija je još uvek u eksperimentalnom stadijumu razvoja, na njoj rade samo u državnim laboratorijama američke vlade i, naravno, u IBM-u. Iako su ljudi iz „Velikog plavog” do sada postigli najbolje rezultate na ovom polju, njihove su procene da će do komercijalno pristupačne magnetne memorije najverovatnije morati da se čeka više od deset godina.

Ako imate gigabajt keša, šta mislite koliko ćete imati RAM-a? Očekuje se da će standardne konfiguracije imati i više od 256 GB potpuno optičkog, odnosno holografskog RAM-a. Holografski RAM u principu funkcioniše slično holografskim hard diskovima, ali je mnogo brži i skuplji. Ovakva memorija takođe već postoji u univerzitetskim laboratorijama. Procenjuje se da će se u narednih osam godina, nakon višestrukog povećanje brzine i kapaciteta, veće kompanije zainteresovati za serijsku proizvodnju.

Pošto će kompjuteri budućnosti biti zasnovani na fotonima, a ne na elektronima kao današnji, trošiće mnogo manje električne energije. Ovi računari će pored konvencionalnog napajanja imati i okruglu litijumsku bateriju ugrađenu u obod kućišta, koja će pružati nekoliko nedelja rada bez priključivanja na električnu mrežu. „Hewlett-Packard” je najavio da će do 2007. godine imati ovakve baterije.

Što se tiče ekrana, sem velikih displeja od preko 30 inča koji će biti ugrađeni u stolove i zidove u kućama i na radnim mestima, trebaće vam pregledni prenosivi monitor. Veliki ekrani biće ili paneli od tečnog kristala pobuđenog fotonima ili nova generacija plazma-displeja. Ovakva rešenja mogu se očekivati od kompanija kao što su „Sony”, „Toshiba” i „IBM”. Prenosni monitori neće biti veliki kao sadašnji displeji na notebook računrima, nego mnogo sitniji. Ovi mali displeji nose se poput naočara i stvaraju u oku prividno veliku sliku, kao da gledate ekran od nekoliko metara. „Sharp Electronics” je najdalje odmakao na polju kolor LCD tehnologije, a pored mikrodispleja u poslednje vreme mnogo ulažu i u primenu optoelektronike.

Na kraju se postavlja pitanje – koja će kompanija napraviti ovakav računar? Ako pogledamo tržište komponenti za računare, još uvek postoje žestoke borbe za primat i standarde. Kako očekivati od konkurentskih kompanija da sarađuju? Trenutno postoje tri velika igrača na polju optičkih komponenti, „Lucent Technologies”, „Cisco Systems” i „Nortel Networks” i najveće borbe na tržištu odvijaće se između ovih kompanija. U želji da ne se izgubi korak sa „velikim momcima”, osnovana je koalicija „Optical Domain Service Interconnect” koja se zalaže za izgradnju otvorenog sistema. To bi im omogućilo da prave komponente koje bi bile kompatibilne sa sva tri velika proizvođača. Ova koalicija broji već preko 130 „malih” kompanija od kojih neke mogu da se pohvale godišnjim prihodima od preko dvadeset milijardi dolara. Bez obzira koja strana prevagne, potencijalni kupci moći će, kao i uvek, samo da profitiraju od sukoba između proizvođača.

Kako godine budu odmicale, sve više komponenti potrebnih za ovaj računar izlaziće iz laboratorija i nalaziti mesto na tržištu. Možda se ovakav računar, kao jedinstvena celina, neće pojaviti još izvesno vreme. Međutim, vremenom ćete sigurno sve svoje stare komponente postepeno zamenjivati sve novijim i novijim, usavršenijim i usavršenijim... i tako sve dok jednog vrelog letnjeg dana daleke 2010. godine ne shvatite da već radite na – kompjuteru budućnosti!

Dragan KOSOVAC