Tương lai của máy tính: Tạm biệt Moore

Thời đại phần cứng máy tính đang kết thúc. Tiếp theo là gì?

Đọc E-paper

Năm 1971, chiếc xe nhanh nhất thế giới là Ferrari Daytona, có tốc độ 280 km/h. Tòa nhà cao nhất thế giới là tòa tháp đôi ở New York với độ cao 415 mét. Tháng 11 năm đó, Intel ra mắt chip vi xử lý đầu tiên là 4004, có 2.300 transistor kích thước bằng một tế bào máu. Kể từ đó các con chip của Intel luôn được cải tiến và phù hợp với dự đoán của Gordon Moore - người đồng sáng lập của Intel.

Theo "định luật Moore", sức mạnh bộ vi xử lý tăng gấp đôi sau 2 năm khi transistor nhỏ hơn, nâng cao hiệu suất và giảm chi phí. Chẳng hạn, bộ xử lý Intel Skylake hiện đại có khoảng 1,75 tỷ transistor. Nếu xe và nhà cao tầng được cải thiện ở tốc độ như con chip của Intel kể từ năm 1971, thì chiếc xe nhanh nhất hiện nay sẽ có tốc độ bằng một phần mười tốc độ của ánh sáng; tòa nhà cao nhất gần chạm đến... Mặt trăng.

Cứ 2 năm một lần, khả năng tính toán của các dòng vi xử lý buộc phải tăng gấp đôi. Nếu điều này không diễn ra, các thiết bị công nghệ sẽ mất đi khả năng hiện thực hóa sáng tạo của con người, dẫn đến sự trì trệ cả về công nghệ lẫn kinh tế và xã hội. Tác động của "định luật Moore" có thể thấy trong nhiều hiện tượng xung quanh chúng ta.

Hiện nay, 3 tỷ người sử dụng smartphone: chiếc iPhone 6 hiện nay có khả năng tính toán cao gấp 1 triệu lần những chiếc máy tính IBM của năm 1975, vốn là những cỗ máy có kích cỡ to bằng cả một căn phòng.

Nhưng sau hơn 50 năm, "định luật Moore" được dự báo là đang đi đến hồi kết. Bán dẫn nhỏ hơn không còn đảm bảo con chip sẽ rẻ hơn hoặc nhanh hơn. Đáng lo ngại hơn, silicon ngày càng tiến gần đến các giới hạn vật lý, giới hạn khả năng "tăng gấp đôi sức mạnh vi xử lý 2 năm một lần". Tuy nhiên, điều này không có nghĩa tốc độ xử lý của máy tính sẽ đột nhiên chững lại, nhưng bản chất của sự tiến bộ đó đang thay đổi. Các con chip vẫn sẽ tốt hơn, nhưng với tốc độ chậm hơn.

Khi giới hạn vật lý trở thành rào cản của "định luật Moor" thì tương lai của máy tính đang được định hình bởi những tiến bộ trong ba lĩnh vực mới, ngoài phần cứng hiệu suất. Đầu tiên là phần mềm. Cờ vây là một trong những trò chơi phức tạp nhất con người từng biết đến. Nhưng giờ đây, trí tuệ nhân tạo AlphaGo (AI) của Google đã có thể đánh bại Lee Sedol - nhà vô địch của môn cờ này trong game đầu tiên trong loạt 5 trận đấu.

Đáng chú ý là Al có thể phân tích mỗi nước đi dựa trên xác suất và kết hợp với bộ quy tắc cho phép chương trình có thể đoán được nước đi. Một mạng nơ ron thần kinh được thiết kế để mô phỏng hoạt động não người, cho phép AI có thể hình dung ra cục diện bàn cờ, từ đó xác định nước đi nào sẽ mở thế bao vây và tìm ra cách đánh bại đối phương. Thành công của Al cho thấy hiệu năng có thể đạt được thông qua các thuật toán mới, hơn là những siêu máy tính có tốc độ xử lý nhanh.

Thứ hai là sự tiến bộ của điện toán "đám mây". Trước đây, hiệu suất của máy tính phụ thuộc trước hết vào tốc độ của chip vi xử lý. Nhưng máy tính ngày nay trở nên mạnh mẽ hơn mà không cần thay đổi phần cứng. Các tính năng trên chiếc smartphone nhỏ xíu như định vị vệ tinh, cảm biến chuyển động và thanh toán hỗ trợ không dây quan trọng hơn cả tốc độ của vi xử lý.

Lĩnh vực thứ ba nằm trong kiến trúc điện toán chuyên ngành - những con chip được tối ưu hóa cho những nhiệm vụ cụ thể, được thiết kế đặc biệt cho điện toán "đám mây", xử lý mạng nơ ron thần kinh, thị giác máy tính và các nhiệm vụ khác. Phần cứng chuyên dụng như vậy sẽ được nhúng vào trong "đám mây" và được "gọi ra" khi cần thiết.

Như vậy, tốc độ không phải là tất cả đối với điện toán. Điều này sẽ có ý nghĩa gì trong thực tế? Đối với các công ty, sự kết thúc của "định luật Moore" khiến họ chuyển sang điện toán "đám mây", nên họ ít nâng cấp máy tính hơn và đã ngừng hoạt động các máy chủ e-mail. Tuy nhiên, nền tảng kỹ thuật mới phụ thuộc vào sự kết nối nhanh chóng và dữ liệu đáng tin cậy. Điều đó sẽ tăng cường nhu cầu cải thiện cơ sở hạ tầng băng thông rộng.

Chính vì vậy, chặng cuối con đường của "định luật Moore" lại mở ra sự tập trung hóa cho điện toán "đám mây" đang được thống trị bởi những cái tên như: Amazon, Google, Microsoft, Alibaba, Baidu và Tencent, thay thế cho những thương hiệu lớn của thế giới công nghệ trong quá khứ như HP, Dell.

>Phụ kiện giúp máy tính bảng trở nên đắc lực

>Ngủ gật thời máy tính