Історія і перспективи розвитку комп'ютерної графіки - Комп'ютерна графіка - погляд у майбутнє

У 1942 р. математик Кембриджського університету Аллан Тьюрінг розробив "Колос" - перший у світі комп'ютер на електронних лампах, який увів людство в електронно-комп'ютерний вік.

У 1947 р. сталася подія, що радикально змінила наш світ, - був створений транзистор, який зробив у XX ст. революцію в усіх галузях людської діяльності. І не дивно, що винахідники Джон Еардін, Уолтер Браттейн І Уїльям Шоклі у 1956 р. удостоєні Нобелівської премії у галузі фізики. Почалося виготовлення комп'ютерів другого покоління на транзисторах, а пізніше - комп'ютерів третього покоління на інтегральних схемах.

У 1975 р. винайдено "чіп" - функціональний кристал, дуже складний, але зручний для складання великих інтегральних схем (ВІС) і надвеликих інтегральних схем (НВІС). Успіхи нової технології дають змогу виготовляти чіпи у вигляді мініатюрних кристалів, функціонально еквівалентних схемам з мільйонами транзисторів. Розробники прагнули до все більшої мініатюризації комп'ютерів І, нарешті, їхні зусилля увінчались успіхом. Сконструйовані на базі ВІС та НВІС комп'ютери четвертого та п'ятого поколінь по праву дістали назву мікропроцесорів.

На основі нової технології провідна фірма Nvidia розробила ряд сучасних чіпів GeForce 256, GeForce GTS, GeForce 2 MX, GeForce 2, які можуть перевернути світ мультимедіа та тривимірної графіки. Основою для стрибка в майбутнє мультимедіа та тривимірної графіки є новий дизайн чіпів GeForce 256 та Playstation Synthesizer. У високотехнологічних кристалах чіпів GeForce міститься 23 млн транзисторів, а в Playstation Synthesizer 287,5 млн транзисторів.

На базі чіпа GeForce 256 фірма Intel створила комп'ютери Pentium III 1400 шостого покоління, а на базі чіпа GeForce 3 - комп'ютери Pentium IV 1700 сьомого покоління.

Зараз фірма. Sony розробила графічний чіп для Playstation 3 - Graphic Synthesizer, на базі якого створюватиметься комп'ютер восьмого покоління. Компанія KMS (Kyrz-weil Music Systems) створила перший у світі семпл - синтезатор Kyrzweil 250. Цей синтезатор тримає у пам'яті оцифровані фрагменти звуку живих інструментів та має унікальну за параметрами чутливість до швидкості тиску на клавіатуру. Якість синтезу звуків надто висока - на тестових прослу-ховуваннях професійні піаністи не могли відрізнити звучання Kyrzweil 250 від концертного рояля. Сучасні комп'ютери мають абсолютно плоский, багатий на кольори екран, відео і потужні засоби візуалізації, виконують голосові команди, працюють зі швидкістю 10І'...ІО12 операцій за секунду, можуть розпізнавати мову, керуватися поглядом, дають змогу проводити відеоконференції, мають багату ЗО-графіку, можуть керуватися дистанційно. Офісні ПК матимуть інтерфейс, який розпізнаватиме людську мову, забезпечуватиме доступ до інформації в усьому світі, її опрацювання і зберігання.

У найближчі 10 років у ПК мають відбутися такі зміни:

    - чергове десятикратне збільшення продуктивності ПК та місткості зберігання інформації; - розпізнавання мови і одночасний переклад простих речень; - зникне настільний ПК, його замінить кишеньковий мобільний прилад, який за своєю потужністю буде в 10 разів більший за сучасний ПК; - масовим комп'ютером стане портативний прилад безпровідного Інтернет-зв'язку і e-mail; - з'явиться можливість керувати окремими молекулами; - у 2010 р. почнуть з'являтися нові технології чіпа, які грунтуватимуться на квантових точках І тунелюванні.

До 2020 р. людство стане свідком стрибкоподібного збільшення продуктивності, яке грунтуватиметься на переході до молекулярної нанотехнології та нової кривої закону Мура. Тривимірне відображення, мова, Інтернет тощо приведуть до необмеженої потреби в обчислювальних потужностях.

Поняття "нано" походить з грецької мови (у перекладі означає "карлик") і використовується як приставка для позначення однієї мільярдної частки метра чи однієї мільйонної частки міліметра. Нанотехнологія, а також наноелектроніка належать до ключових технологій майбутнього. Для порівняння людське волосся за товщиною перевищує І нм у 10 тис. разів. Розміри в 1 нм відповідають ланцюжку з 3...5 атомів, які утворюють нашу матерію.

Подальша перспектива розвитку комп'ютерної графіки пов'язана з глибинними змінами в комп'ютерній технології.

Нині сучасні технології виготовлення чіпів досягли своїх меж. Однак існують досить великі перспективи: нанотехнології, що розробляються сьогодні, мають забезпечити створення нової елементної бази (створення чіпів майбутнього, які будуть сумірні з атомами).

Природа вже давно знайома з наноме-ханізмами. Органічні молекули в клітинах усіх живих організмів виробляють білок, самовідтворюються, здійснюють гнучке керування процесами відповідно до зовнішніх умов. Вони володіють інформаційною пам'яттю, яка перевищує за інформаційною щільністю будь-яке інше середовище навколишнього світу.

Наноінструменти - силовий та растровий тунельні мікроскопи, які дають змогу бачити об'єкти, сумірні з атомами. Фізики Герд Біннінг і Генріх Рорер у 1986 р. отримали за прилад Нобелівську премію.

Усе це є лише першим кроком на шляху до напоелектроніки. Працездатний нано-комп'ютер з'явиться лише у першій половині XXI ст. Деякі плоди наноелектропіки можуть знайти свою промислову реалізацію вже найближчим часом. Вчені корпорації IBM на основі нанотехнології розробили нову речовину, яка дає змогу у сотні разів збільшити ємність комп'ютера. При цьому використовуються шари завтовшки 4 нм, які складаються з розташованих у певній послідовності частинок, що намагнічуються.

Частота не може зростати необмежене, оскільки вступають у дію закони фізики, які обмежують швидкість руху електронів у провіднику.

До найперспективніших технологій, здатних збільшити тактову частоту майбутніх комп'ютерів (нанообчислювачів) належать також молекулярні, атомні, квантові й оптичні нанотехнології, які відкривають нову еру мікроскопічних чіпів, що складаються з мільярдів транзисторів, сумірних з розмірами атома. На базі цих чіпів створюватимуться комп'ютери XXI ст.:молекулярні, біологічні, квантові, оптичні. Нанотєхнології відкривають можливість створення комп'ютерів, що володіють інтелектом, "живих" біочіпів та людино-ма-шинних гібридів.

Праці Рея Курцвейла зі штучного інтелекту дають змогу говорити про можливість створення в 2030 р. кібереквівалента людського розуму.

Сьогодні вже існують транзистори, які реагують на окремі електрони, надточні провідники, а також інші розробки, що допомагають "приручити" квантову механіку. Робляться спроби використати закони квантової механіки для створення наступного покоління квантових комп'ютерів. Створення таких комп'ютерів очікується через 50 років. Парадигма обчислень буде абсолютно іншою, ніж та, яку людство розвивало впродовж другої половини XX Ст.

Похожие статьи




Історія і перспективи розвитку комп'ютерної графіки - Комп'ютерна графіка - погляд у майбутнє

Предыдущая | Следующая