Výkon počítačů moc růst nebude, budoucností je cloud computing

Cloud computing umožňuje počítačům čerpat z výkonu, který je uložen jinde. Nejnovější vydání časopisu The Economist pojednává o jeho budoucnosti.

V roce 1971 bylo nejrychlejší auto na světě  Ferrari Daytona, které bylo schopno jet tehdy „šílenou“ rychlostí 280 kilometrů za hodinu. Nejvyššími budovami na světě byly dvojčata v New Yorku, jedno z dvojčat mělo 412 metrů. V listopadu téhož roku společnost Intel uvedla na trh první komerční mikroprocesor 4004, který obsahoval 2300 malých tranzistorů, každý o velikosti přibližně červené krvinky.

Od té doby se čipy výrazně zlepšily, jejich vývoj probíhal na základě predikce spoluzakladatele společnosti Intel Gordona Moreho. Jeho pravidlo, které je známé jako „Mooreův zákon“, je založeno na empirickém pravidlu, že „počet tranzistorů, které mohou být umístěny na integrovaný obvod, se při zachování stejné ceny zhruba každých 18 měsíců zdvojnásobí.“

Rychlost růstu počtu transistorů na plošné jednotce se zpomalila, v posledních letech dochází ke zdvojnásobení jednou za dva roky. I tak ale v žádném jiném oboru neprobíhal takový dynamický vývoj jako právě v mikroprocesorech.

Mooreův zákon platí desítky let

Dopad Moorova zákona je všude kolem nás. V současné době vlastní přibližně 3 miliardy lidí chytré telefony ve svých kapsách. Každý z těchto smartphonů je mnohem výkonnější než nejsilnější superpočítač z roku 1980. Tímto obrovským technologickým pokrokem bylo podle časopisu The Economist ovlivněno mnoho odvětví. Například dramatický růst výpočetního výkonu zpomalil jaderné pokusy, protože atomové zbraně je možné testovat snadněji prostřednictvím simulovaných výbuchů a nejsou potřeba tak výbuchy skutečné.

Ani teď po několika desetiletích se nemluví o tom, že se blíží konec Mooreova zákona. Ale jak se to vezme. Po pěti desetiletích jeho fungování to vypadá, že růst množství transistorů na procesorech bude probíhat pomalejším tempem – podle Intelu se počet čipů zdvojnásobí jednou za dva a půl roku. Nelze také očekávat, že bude výrazně růst surový výkon, spíše se Intel zaměří především na spotřebu. Výrazný pokrok ale také můžeme očekávat v samotném softwaru.

Příkladem je program AlphaGo, který byl vyvinut pro starobylou hru Go, ve které drtivě počítačový program porazil nejlepšího světového hráče Lee Sedola a to v 4 z 5 odehraných her. Předposlední hru AlphaGo prohrálo jen kvůli chybě v jednom z tahů, kterou ale nebude těžké do budoucna opravit. Go je totiž hra, která se těšila velkého zájmu ze strany velkých firem, protože obsahuje obrovské množství herních kombinací, dokonce více než je atomů ve vesmíru.

Je tedy nemožné se ve hře Go spoléhat pouze na hrubou výpočetní sílu. Program AlpaGo je tedy unikátní v tom, že se spoléhá především na“hloubkové učení“ a to částečně na způsobu, jak funguje lidský mozek. Ukazuje se tedy, že faktické zvýšení výkonů lze dosáhnout prostřednictvím nových algoritmů. Ve skutečnosti tak pomalejší pokrok v hardwaru bude možná nahrazen stále chytřejším a důmyslnějším softwarem.

Druhou oblastí pokroku, které se v budoucnu dočkáme, je cloud computing, respektive služby poskytování prostřednictvím internetu. Když jsou počítače samostatné, ať už sálové počítače či počítače stolní, jejich výkon je závislý především na „lokálním výkonu“. Dnešní počítače jsou však silnější beze změn hardwaru. Mohou totiž čerpat z výkonu, který je uložen jinde: většinou ve velkých serverovnách. Můžeme tak prohlédat naše emaily, vyhledat nejrychlejší trasy pro výlet apod. Doporučování obsahu je poté nejrůznějšími způsoby optimalizováno, aby se jednotlivé služby načítaly co nejrychleji.

Rychlost není všechno

Společnosti se už přizpůsobují na zpomalování Moorova zákona. Koneckonců, firmy upgradují své počítače stále méně. Při běžné kancelářské práci je rozdíl mezi počítačem starým 5 let a tím současným minimální. V případě složitých grafických výpočtů nezáleží tolik na procesoru, ale především na výkonu grafické karty. Ale i tam dochází k obrovskému pokroku, především v integrovaných grafických kartách, které jsou součástí procesoru. Brzy tak ani na složitější grafické výpočty nebude zapotřebí grafická karta.

Firmy také budou stále méně vlastnit „surový počítačový výkon“, ale budou si ho pronajímat prostřednictvím cloud computingu. Tento model však bude záviset na rychlém a spolehlivém připojení k internetu. Budou tak potřeba další rozsáhlé investice do síťové infrastruktury.

Centralizovány cloud computing už dominuje podle časopisu The Economist v několika velkých firmách. Jedná se především o Amazon, Google, Microsoft, Alibabu, Baidu nebo Tencent. Tyto společnosti tvrdě pracují na zlepšení své cloudové infrastruktury. Masivně také investují: například společnost Google koupila britskou společnost Deepmind, která se zabývá neuronových počítačových sítí a vytvořila AlphaGo v roce 2014.

Již více než 50 let probíhá neúprosné zmenšování transistorů, počítače jsou stále levnější a schopnější. S tím, jak se bude Mooreův zákon „vyčerpávat“, tak pokrok bude méně založen na surovém výkonu, bude ale na druhé straně využíván stále důmyslnějšími a rozmanitějšími způsoby.

Arsen Lazarevič