1.4.4 Računalniška sedanjost in trendi

    Kje smo in kako se bodo računalniki razvijali v prihodnje? To je težko napovedati, saj področje računalništva doživlja nasluten razvoj. Pred dvajsetimi leti so napovedovali, da bo mogoče današnje računalnike z nekaj sto tisoč logičnimi vrati in precej Mb pomnilnika konec stoletja spraviti v škatlo za čevlje in bodo naprodaj za 100 dolarjev. Smo to dosegli? Smo. V primerjavi s prvo generacijo računalnikov, ki so zasedali celotno sobo, računalniki četrte generacije zasedajo samo dlan roke oz. celo manjše velikosti (slika 31).  Da bi lahko še poglobili ta razvoj, bo potrebno odpraviti določene pomanjkljivosti; med njimi sta še posebno pomembni hitrost preklapljanja in velikost posameznih sestavin. Na obeh področjih so že dosegli velik napredek, saj se npr. infrardeča svetloba uporablja kot nosilka digitalne informacije, opravljajo pa se tudi poskusi s sintetičnimi kovinami, zamenjava silicija z galijevim arzenidom, stik s pomočjo superprevodnikov itd.

    Katera generacija računalnikov je v uporabi? Po mojem mnenju smo v tem trenutku (leto 2018) na prehodu iz 4. generacije v 5. generacijo. Nekateri so govorili o peti generaciji že leta 1982, nekateri pravijo, da je peta generacija računalnikov šele v razvoju, da je to umetna inteligenca, da so to računalniki, zgrajeni na biološki, organski osnovi. Peto generacijo imenujejo tudi generacijo - večprocesorskih sistemov in 3. generacije Interneta. V osnovi peto generacijo računalnikov zaznamuje čedalje večja hitrost procesorjev, računalniki so sposobni obdelovati človeški govor in obdelovati podatke s paralelnim delovanjem več procesorjev.

Kar se tiče procesorjev, je dostikrat citiran Moorov zakon (slika 32). Moor je leta 1965 zapisal, da se vsakih 18 mesecev podvoji število tranzistorjev na elektronskem vezju. Posledično se s tem povečuje tudi njihova hitrost obdelave podatkov. Kako hitro je potekal razvoj, vidimo npr. iz podatkov firme Intel (slika  33), da je bilo leta 1971 v procesorju  Intel 4004 2300 tranzistorjev, enajst let pozneje v procesorju Intel 40286 že 134.000, leta 1999 v procesorju Pentium3 9.500.000,  leta 2006 pa v procesorju Core2 Duo kar 291 milijona tranzistorjev, danes pa jih imajo procesorji več kot milijardo! Počasi torej dosegamo zahteve 5. generacije računalnikov  (zmogljivi procesorji, več procesorjev, paralelno obdelovanje podatkov, optične tehnologije, sposobnost samostojnega odločanja in sklepanja, programiranje z učenjem (Turingov stroj) itd.), v laboratorijih in glavah znanstvenikov pa že poskusno delujejo računalniki 6., 7. in celo 8. generacije. Šesta generacija naj bi preskočila pomanjkljivosti Von Neumannovega modela, ki so se pojavile v teku časa. Zaradi povečanja hitrosti procesorjev so vodila med posameznimi komponentami postala preozka, tako da postaja problem pretoka podatkov. Govora je o nevronskih in bioračunalnikih ter kvantnih računalnikih, ki že spadajo v področje nanotehnologij, ki je priznana kot ključna tehnologija 21. stoletja.

Nanoznanosti in nanotehnologije (NT) (slika 34) obsegajo zelo veliko različnih področij. Za nekatere nanotehnologija pomeni zgolj nadaljevanje miniaturizacije v elektroniki, za druge biorobotiko ali kvantno računalništvo, za tretje pa razvoj novih nano-materialov in molekularnih naprav. Že danes so elementi na procesorskih čipih veliki le še nekaj sto nanometrov in če ekstrapoliramo trend miniaturizacije zadnjih desetletij bodo tranzistorji veliki le še nekaj atomov. Pri tem preidemo v povsem nova pravila načrtovanja čipov, ki jih narekujejo zakoni kvantne mehanike, kar že samo po sebi pomeni veliko novost.

Pod nanotehnologijo si lahko zamislimo tudi nekaj še bolj revolucionarnega, na primer izdelavo bioloških robotkov manometrskih dimenzij (slika 35), ki bodo izvrševali zelo različna, vnaprej določena opravila. Ti bodo na primer uporabni v medicini, kjer bodo krožili po človeškem telesu in iskali ter uničevali nezaželene tujke, bakterije, viruse, čistili plake žil, opravljali notranje operativne posege itd. Z nadaljnjim razvojem nanotehnologij pričakujemo zelo različne novosti, ki jih je danes ravno tako težko napovedati, kot je bilo težko napovedati obstoj interneta ali zmogljivih notesnikov sredi prejšnjega stoletja po izumu prvega tranzistorja. Morda v tem trenutku najbolje opišemo nanotehnologije kot področje velikih priložnosti. Na primer IBM je že prikazal majhna vezja narejena z ogljikovimi nanocevkami, ki so deset krat hitrejša od najhitrejših polprevodniških elementov. Naslednji izziv je najti način izdelave večjih vezij, kjer se bodo elementi kar sami sestavili na čipu itd.