Az elképzelhetõ jövõ

Beszéddel vezérelhetõ számítógép?

Ez még a jövõ zenéje, hiszik sokan. Tévednek: a technológia az utóbbi években meglehetõsen sokat fejlõdött, és ma már több olyan olcsó, angol nyelvû szoftver kapható, amely megtanítja a számítógépet, hogy hallgasson a szavunkra. Néhány évvel ezelõtt, ha el akartunk érni valakit, felhívtuk a falba csatlakozó telefonon, vagy papírt fûztünk az írógépbe és lepötyögtettünk egy levelet. A mobiltelefon, és a számítógép új korszakot nyitott, a fiokók mélyére számûzte az írógépet. De hiába kapcsolódik a billentyûzet egy elegáns, nagy teljesítményû PC-re, továbbra is az ujjunkkal kell csépelnünk. Nem lenne itt az ideje, hogy kezünk helyett a hangunkat használjuk a számítógéppel való kommunikációra?

Az asztali számítógép tíz év múlva
Milyen lesz a következõ évszázad PC-je? Az alábbiakban Mark Weiser, a Xerox Palo Altó-i Kutatóközéppontjának munkatársa fejti ki elképzeléseit.
1. Központi egységek
A PC-k bekerülnek a szekrénybe; a RAM-ok gigabyteos, a háttértárak pedig terrabyteos méreteket öltenek.
2. Megjelenítõk
Lehet, hogy rugalmasak lesznek és összehajtogatva a zsebünkben hordhatjuk õket.
3. Adatbevitel
A beszédfelismerés nem fogja teljesen felváltani a billentyûzetet és az egeret. Miért? A bizalmas természetû adatok miatt. Ki az a bolond, aki minden titkát ki akarja fecsegni??
4. Kapcsolatok
Sok kábelre lesz szükségünk, de ezek a falakban, valamint a padló és az asztalok alatt fognak futni. Viszont megszabadulhatunk a telefonhoz, billentyûzethez és egérhez vezetõ undok zsinóroktól.
5. Papír.
Minden, amin szavak állnak - üzleti kártya, újság, a könyvek gerince - képernyõvé alakul át.
6. Internet.
A zsebben hordozható net-számítógéppel bárhol, bármikor rácsatlakozhatunk az Internetre.

PC a jövõ évezredben:
... A valóság minden fantasztikus regénynél izgalmasabb.

A PC-k úgy megváltoznak, hogy rájuk sem fogunk ismerni. A modellek jó része elfér majd a tenyerünkön, és majdnem minden rendszer kapcsolatba tud lépni az Internettel és PC társaival.
Milyen újdonságok várhatók a következõ években:
A következõ három évben számos új processzor család jelenik meg. A változások révén a holnap PC-i magabiztosan fogják kezelni a számítás igényes három dimenziós grafikákat, a teljes mozgásos MPEG-2 videókat, beszédfelismerõ alkalmazásokat és a hasonló kariberû programokat. A kérdés csak az, hogy lesz-e elegendõ új alkalmazás, amely kifizetõdõvé teszi ezeket a többlet költségeket. A szakértõk ma még nem igazán látják azokat a szoftvereket, amelyek kiaknáznák az új rendszerekben lévõ hatalmas teljesítményt.
Az idén megjelenik egy újfajta rendszermemória-típus, a Direct Rambus, DRAM. Vékony és gyors kapcsolatot használ, így több mint kétszer annyi adatot tud a processzor rendelkezésére bocsájtani, mint az SDRAM.
A PC-knek a külseje változik a legfeltûnõbben. A méretek minden képpen csökkeni fognak, ugyanis a burkolaton belül olyan változások várhatók, amelyek lehetõvé teszik a rendszerek komoly mértékû karcsúsítását.
Isten veled katódsugár, a világ mégis csak lapos! A monitorok tömege elérheti 25 kilógrammot is. A majdnem ugyanekkora képernyõfelületet biztosító folyadékkristályos ( LCD ) megjelenítõk ennek ötödét nyomják, helyigényük a harmada, fogyasztása pedig fele a mai ormótlan monitorokénak. Az IBM kutatólaboratóriumában olyan laposképernyõs monitort mutattak be, amelynek képminõsége és láthatósági jellemzõi felveszik a versenyt a nyomtatott papíréval.
Kapucsere. A következõ PC-k nemcsak a túlsúlytól szabadulnak meg, hanem a kapuk egy részétõl is. A maradók pedig az elõdeiknél gyorsabbak lesznek és intelligensebben mûködnek.
A számítógépes beszéd-, mimika- és gesztusfelismerés új távlatokat nyit a PC-s felületek elõtt. Megjelenítõk tetejére szerelt kamerák és a villámgyors hardverek lehetõvé teszik a "többmódú" felületek kifejlesztését. Pl.: a fogyatékosok is hasznát láthatják azoknak a felületeknek, amelyek értenek a gesztusokból.
A Microsoft hardvercsoportjában például az egér okosításán dolgoznak. Olyat szeretnének kifejleszteni, amely fizikailag is jelzi a felhasználónak, ha a mutató egy ikon vagy élõkapocs fölött halad el.
Internet mindenütt. Már az idén érzékelhetõ lesz az a tendencia, hogy az Internet szolgáltatások kezdenek kemény konkurenciái lenni a hagyományosan helyi hálózatban vagy az asztali rendszeren tárolt alkalmazásoknak.
Várhatóan összeolvad a rádiótelefon és a kéziszámítógép.

A jövõ
Az egyik jelenlévõ trend a számítógépek fejlesztésében a mikrominiatürizálás, az az igyekezet, hogy mind több áramköri elemet sürítsenek mind kisebb és kisebb méretû chipekbe. A kutatók az áramkörök sebességét a szupravezetés felhasználásával is igyekeznek felgyorsítani. Az ötödik generációs számítógép létrehozására irányuló kutatás egy másik trend. Ezek a gépek már komplex problémákat tudnának alkotó módon megoldani. Ennek a fejlesztésnek a végsõ célja az igazi mesterséges intelligencia létrehozása lenne. Az egyik aktívan kutatott terület a párhuzamos feldolgozás, azaz amikor sok áramkör egyidejûleg különbözõ feladatokat old meg. A párhuzamos feldolgozás alkalmas lehet akár az emberi gondolkodásra jellemzõ komplex visszacsatolás utánzására is. Másik meglévõ trend a számítógépes hálózatok fejlõdése. Ezekben a hálózatokban már mûholdakat is felhasználnak a számítógépek világhálózatának mûködtetésére. Folynak kutatások az optikai számítógépek kifejlesztésére is. Ezekben nem elektromos, hanem sokkal gyorsabb fényimpulzusok hordoznák az információt. Szakértõk azt jósolják, hogy 2005-re a számítógép-ipar termelésének értékét csak a mezõ gazdaság fogja meghaladni. Már ma is sokféle célra használják a számítógépeket az élet minden területén: a repülõgépek vezérlésére, a forgalom irányítására, szövegek és számok feldolgozására és az üzleti megbeszélések idõpontjának nyilvántartására. A számítógépek a modern üzleti élet, a kutatás és a mindennapi élet nélkülözhetetlen szereplõivé váltak.

Nanovilág

Már csak 18 évünk maradt, hogy kitaláljunk valamit. A mostanában sokat idézett Moore-törvény szerint a processzorok teljesítménye másfél évente megduplázódik. A szakemberek szerint ez 2020-ig érvényes, amikor is a jelenlegi technológia eléri önmaga fizikai határait. Ha addig nem sikerül valamit összehozni, megállunk a fejlõdésben, és ott toporgunk egy kb. 30 gigaherzes, semmire se elég procival a kezünkben…
A kiutat a nanotechnológia jelenti. Lemenni az atomok szintjére, az elemi alkotórészekig - és ez egyre inkább valóság, mint tudományos elképzelés. 1959. december 29-én az Amerikai Fizikusok Társaságának éves összejövetelén Richard Philips Feynman professzor meglepõ beszédet tartott, melyben azt fejtette ki, hogy az emberiség mintegy 24 millió kötetnyi tudásanyaga, a Guttenberg Bibliától a legnagyobb nemzetközi könyvtárak anyagáig ráírható lenne egyetlen, 0.1 milliméter széles anyagi kockára, mely az emberi szem számára még épphogy látható lenne. Beszédében Feynman (aki kutatásaiért 1965-ben megosztva elnyerte a fizikai Nobel-díjat) leírta a nanomemóriák elvét, mely egy bitet egy atomban tárolna, mindegyik között pár atomnyi réssel: 5x4 atom hely az információhordozó körül, ami azt jelenti, hogy egy bitet 20 atomnyi helyen raktároznánk el - ez közelit az emberi DNS felépítéséhez, az ugyanis 32 atomot használ 1 bitnyi információ tárolásához. Egyetlen mai CD-ROM felületére mintegy 650 millió megabájt információ lenne írható ezzel a technológiával. Egy CD-n egymillió anyaga - ez nem hangzik rosszul… De lehetséges-e ez és ha igen, hogyan?
Mint tudjuk, az információ lényegében egyesek és nullák sorozata. Egy ilyen tárolóban az 1-et egy szilikonatom megléte, 0-át annak hiánya jelentené. Mivel minden atom teljesen egyforma, a kiolvasás egy egyszerû, egydimenziós letapogatással végrehajtható lenne, ez gyors és fõleg precíz, hibamentes eredményt jelentene. Igazából az írással van a gond, hiszen az atomokat elhelyezni csak a folyékony hélium hõmérsékletén lehet, hogy ne mozduljanak el. Ez a felismerés vezetett oda, hogy megfordítsák a folyamatot, és szobahõmérsékleten írják a nullákat az elõre formázott lemez felületére, azaz nem hozzátenni, hanem elvenni kell belõle.
Feynman beszéde nyomán valóságos nanoláz tört ki a tudományos világban. Természetesen nemcsak a számítástechnikában, hiszen például az orvostudomány is sokat profitálhatna a dologból.
De most maradjunk a mi kis területünknél, hiszen itt meglehetõsen nagy munka folyik. Az elsõ nagy lépést Gerd Binning és Heinrich Rohrer tette meg, amikor 1981-ben feltalálták a pásztázó alagútmikroszkópot, melynek segítségével atomokról készítettek fényképeket. Ezért az eredményért a két tudós 1986-ban begyûjtötte a fizikai Nobel-díjat. Tavaly júniusban jelentette be az IBM, hogy a két említett férfiú részvételével a cég zürichi laboratóriumában sikerült kifejleszteni egyfajta "nanolyukkártyát". A millipede nevû eljárás egy plexi felületre molekuláris szinten lyukakat olvaszt, ez a megoldás négyzetcollonként ezermilliárd bitet jelent, ez kb. a mai merevlemezes háttértárak rátájának huszonötszöröse, és persze a mágneses módszernél lényegesen maradandóbb. Sajnos egy hátránya van - a vinyóknál ezerszer lassabban ír, de a szakemberek szerint ez hamar megoldható lehet, és akár 2005-re a flashmemóriákat leválthatják a 15 gigás nano-lyukkártyák.
Ám van még ennél is izgalmasabb hír. Franz Himpsel, a Wisconsini Egyetem professzora október elsején jelentette be, hogy sikerült valóra váltani Feynman elméletét, azaz elkészítették a világ elsõ nanomemóriáját, egy szilikon felületre pásztázó alagútmikroszkóp segítségével szilikon atomokat emelve ki. A memória ma még persze messze áll a gyakorlati alkalmazástól, hiszen egyelõre ez is túl lassú, ám már mûködik.
Ha most egy kicsit elszakadunk az adattárolástól, máris rátérhetünk a nanotechnológia még szélesebb kutatási területére - a kvantumkomputerek megépítésére. Tavaly januárban a HP és a Kaliforniai Egyetem tudósai levédettek egy eljárást, mely alkalmas nanochippek elõállítására. Ez egy gombostûfejnyi számítógép megépítését tenné lehetõvé a jövõben.
A chippek legfontosabb részei a tranzisztorok és az ezeket összekötõ huzalok. Ez egy elég õskorszaki módszer, és nyilván ezeket kell elsõként valahogy kiváltani. Nos, ez már tulajdonképpen gyakorlat. 2001. november 9-én a Lucenthez tartozó Bell Laboratórium mérnökei jelentették be, hogy sikerült elõállítaniuk egy FET-et (Field-Effect Transistor) egyetlen szeres molekulából. Ez kb. 50 ezerszer kisebb, mint az emberi hajszál szélessége. A technológia elképesztõ távlatokat nyújthat, például a mai tintasugaras módszerrel egy papír felületére lehetséges lenne egy mûködõ számítógépet nyomtatni… ::::
Az összekötõ huzalok kiváltását úgynevezett nanocsövek segítségével lehetne megoldani, melyek szénbõl készülnének. Ezzel korábban hiába kísérleteztek.
Ám tavaly ebben is sikerült áttörést elérni. Az IBM tudósai szeptember 30-án tették közzé, hogy sikerül tiszta egyrétegû szén nanocsövet kifejleszteniük. A mérnökök elég egyszerûnek hangzó módszert kísérleteztek ki a probléma megoldására. A szenet a jó öreg szilíciummal keverik, majd 1650 Celsius fokra hevítik, amelyen a szilícium elpárolog. Ezen a hõmérsékleten a szén már szabadon létesíthet új kötéseket, ám már mivel nincs kivel, szegényke kénytelen saját magával összekapcsolódni, ezáltal csõ alakban felcsavarodik. Ezeket a csöveket egy térbeli rácsba helyezve atomnyi tranzisztorok állíthatok elõ.
Azt hiszem, a fentiekbõl kezd összeállni a kép, és kirajzolódik a jövõ. Ha valakinek sikerült felpiszkálni a képzeletét, az most nyugodtan engedje szabadjára a fantáziáját, és játsszon el a gondolattal: mi lenne ha… Ezen a szinten már ne gigákban tessék gondolkodni, hanem minimum terraherzes procikban és terrabájtnyi memóriákban, petabájtnyi tárolt információban. Szedd össze gondolatban az otthon heverõ CD-ket és DVD-ket, és képzeld el, hogy mindezt felírhatod egyetlen korong egyetlen sávjára! Persze attól nem kell félni, hogy nem tudod majd kihasználni a géped teljesítményét, egy másik alapelv, Nathan elsõ törvénye szerint a szoftver egy gáz, amely kitölti a rendelkezésére álló helyet - azaz egy ekkora a Windows 2021-nek, az Unreal 10-nek vagy Colleen MacRae Rally 18-nak biztosan szüksége lesz.