{"id":35583,"date":"2019-10-31T22:05:11","date_gmt":"2019-10-31T19:05:11","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego\/"},"modified":"2019-10-31T22:05:11","modified_gmt":"2019-10-31T19:05:11","slug":"kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/it\/blog\/news\/kakimi-mogut-byt-vychislitelnye-sistemy-budushhego","title":{"rendered":"Quali potrebbero essere i sistemi di calcolo del futuro","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

Raccontiamo cosa di nuovo pu\u00f2 apparire nei data center e non solo in essi.<\/h4>\n

\n\"Quali<\/a><\/noindex>
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e jesse orrico<\/a><\/noindex> Unsplash<\/i><\/p>\n

Si ritiene che i transistor di silicio stiano raggiungendo il loro limite tecnologico. L'ultima volta abbiamo parlato<\/a><\/noindex> parlato dei materiali che potrebbero sostituire il silicio e discusso<\/a><\/noindex> approcci alternativi allo sviluppo dei transistor. Oggi parliamo di concetti capaci di trasformare i principi di funzionamento dei sistemi di calcolo tradizionali: macchine quantistiche, chip neuromorfi e computer basati sul DNA<\/b>.
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Computer DNA<\/h2>\n

\nQuesto \u00e8 un sistema che utilizza le capacit\u00e0 computazionali delle molecole di DNA. I filamenti di DNA sono composti da quattro basi azotate: citosina, adenina, guanina e timina. Collegandoli in una sequenza specifica, \u00e8 possibile codificare informazioni. Per modificare i dati si utilizzano enzimi speciali che, attraverso reazioni chimiche, completano le catene di DNA, oltre a tagliarle e accorciarle. Tali reazioni possono essere condotte in diverse parti della molecola contemporaneamente, permettendo di eseguire calcoli paralleli.<\/p>\n

Il primo computer basato su DNA \u00e8 stato presentato nel 1994. Il professore di biologia molecolare e scienze informatiche Leonard Adleman<\/a><\/noindex> (Leonard Adleman) ha utilizzato diverse provette con miliardi di molecole di DNA per cercare di risolvere il problema del commesso viaggiatore<\/a><\/noindex> per un grafo con sette vertici. I suoi vertici e archi Adleman li ha rappresentati con frammenti di DNA contenenti venti basi azotate, e poi ha applicato il metodo della reazione a catena della polimerasi<\/a><\/noindex> (PCR).<\/p>\n

Lo svantaggio del computer di Adleman era la sua \"specializzazione ristretta\". Era progettato per risolvere un unico problema e non poteva eseguire altri compiti. Da allora la situazione \u00e8 cambiata: alla fine di marzo, scienziati dell'Universit\u00e0 di Maynooth e del California Institute of Technology hanno presentato<\/a><\/noindex> un computer i cui dati vengono caricati sotto forma di sequenze di DNA e possono essere riprogrammati.<\/p>\n

Il sistema \u00e8 in grado di aprire la strada a un nuovo tipo di sistemi di calcolo, resta da risolvere il problema con il lento input e output dei dati (il processo di sequenziamento<\/a><\/noindex> \u00e8 piuttosto costoso e richiede molto tempo).<\/p><\/blockquote>\n

\nNonostante le difficolt\u00e0, gli esperti dicono<\/a><\/noindex>, che in prospettiva i computer basati su DNA delle dimensioni degli attuali desktop supereranno in prestazioni i supercomputer. Potranno trovare applicazione nei data center che si occupano dell'elaborazione di grandi volumi di dati.<\/p>\n

Processori neuromorfici<\/h2>\n

\nIl termine \u00abneuromorfico\u00bb indica che l'architettura del chip si basa sui principi di funzionamento del cervello umano. Questi processori emulano il lavoro di milioni di neuroni con ramificazioni chiamate assoni e dendriti. I primi sono responsabili della trasmissione delle informazioni, mentre i secondi si occupano della loro percezione. I neuroni sono collegati tra loro tramite sinapsi, contatti speciali attraverso i quali vengono trasmessi segnali elettrici (impulsi nervosi).<\/p>\n

L'idea di creare sistemi neuromorfici \u00e8 emersa per la prima volta negli anni '90<\/a><\/noindex>. Ma gli sviluppi seri in questo campo sono iniziati dopo gli anni 2000. Gli specialisti di IBM Research hanno lanciato<\/a><\/noindex> il progetto SyNAPSE, il cui obiettivo era sviluppare un computer con un'architettura diversa rispetto all'architettura di von Neumann. Nell'ambito di questo progetto, l'azienda ha progettato il chip TrueNorth<\/a><\/noindex>. Esso emula il funzionamento di un milione di neuroni e 256 milioni di sinapsi.<\/p>\n

Non solo IBM sta lavorando sui processori neuromorfici. L'azienda Intel, dal 2017, sta sviluppando<\/a><\/noindex> il chip Loihi. Esso include 130.000 neuroni artificiali e 130 milioni di sinapsi. Un anno fa, l'azienda ha completato<\/a><\/noindex> lo sviluppo di un prototipo con processo tecnologico a 14 nm.<\/p>\n

I dispositivi neuromorfici consentono di accelerare l'apprendimento delle reti neurali. Questi chip, a differenza dei processori classici, non hanno bisogno di accedere regolarmente ai registri o alla memoria per i dati. Tutte le informazioni sono costantemente memorizzate nei neuroni artificiali. Questa caratteristica permetter\u00e0 di addestrare le reti neurali localmente (senza connettersi a uno storage con un insieme di dati di test).<\/p>\n

Si prevede che i processori neuromorfici troveranno applicazione negli smartphone e nei dispositivi dell'Internet delle cose. Ma per ora non si pu\u00f2 parlare di un'implementazione su larga scala della tecnologia nei dispositivi per utenti.<\/p><\/blockquote>\n

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Macchine quantistiche<\/h2>\n

\nLa base dei computer quantistici \u00e8 costituita da qubit. Il loro funzionamento si basa sui principi della fisica quantistica: l'entanglement e la sovrapposizione. La sovrapposizione consente a un qubit di trovarsi contemporaneamente nello stato di zero e uno. L'entanglement \u00e8 un fenomeno in cui gli stati di pi\u00f9 qubit risultano interconnessi. Questo approccio consente di eseguire operazioni con zero e uno simultaneamente.<\/p>\n

\"Quali
\n\/ \u0444\u043e\u0442\u043e IBM Research<\/a><\/noindex> CC BY-NA<\/i><\/p>\n

Di conseguenza, i computer quantistici risolvono una serie di compiti molto pi\u00f9 velocemente rispetto ai sistemi tradizionali. Esempi di possono essere<\/a><\/noindex> la costruzione di modelli matematici nei settori finanziario, chimico e medico, nonch\u00e9 operazioni crittografiche.<\/p><\/blockquote>\n

\nAttualmente, lo sviluppo della computazione quantistica \u00e8 gestito da un numero relativamente ridotto di aziende. Tra queste si distingue IBM con il loro computer quantistico a 50 qubit, Intel con il<\/a><\/noindex> computer quantistico a 49 qubit e InoQ, che sta testando un<\/a><\/noindex> dispositivo a 79 qubit . Anche nel settore lavorano<\/a><\/noindex>Rigetti Google<\/a><\/noindex>, D-Wave<\/a><\/noindex> e \u00c8 ancora presto per parlare di una diffusione di massa dei computer quantistici. Anche senza considerare l'alto costo dei dispositivi, presentano seri limiti tecnologici.<\/a><\/noindex>.<\/p>\n

In particolare, le macchine quantistiche funzionano a temperature<\/p>\n

vicine allo zero assoluto . Pertanto, tali apparecchi vengono installati solo in laboratori specializzati. Questa \u00e8 una misura necessaria per proteggere i delicati qubit, che possono mantenere la sovrapposizione per soli pochi secondi (qualsiasi variazione di temperatura porta alla loro<\/a><\/noindex>decoerenza. Anche all'inizio dell'anno, IBM<\/a><\/noindex>).<\/p>\n

ha presentato un computer quantistico in grado di operare al di fuori del laboratorio in un ambiente rigorosamente controllato, ad esempio, nei data center locali delle aziende. Ma al momento non \u00e8 possibile acquistare il dispositivo; \u00e8 possibile solo affittare le sue capacit\u00e0 tramite una piattaforma cloud. L'azienda promette che in futuro chiunque potr\u00e0 acquistare questo computer, ma non si sa ancora quando avverr\u00e0. hanno presentato<\/a><\/noindex> Materiali dal nostro canale Telegram:<\/p>\n

\nChe cos'\u00e8 VMware Virtual SAN (vSAN) \u2014 studiamo le basi<\/p>\n