Jamesove stránky

Budoucnost PC

Budoucnost PC - umělá inteligence


V tomto článku se zamýšlím nad budoucím vývojem architektury stolních počítačů a nad případnými dopady. Jaké aplikace budou na našich domácích počítačích za několik málo let běžné? Mohla by to být i umělá inteligence.


Pod slovem počítač si však téměř každý ihned vybaví stolí PC. Když člověk s určitými zkušenostmi v oblasti počítačů vidí nabídky i nejlevnějších domácích stolních PC, uvědomí si, že CPU –procesor- těchto modelů je vlastně až nesmyslně výkonný. Jeho síla je sice bržděna softwarovými modemy a zvukovými „kartami“, pomalými disky a nesmyslnými animacemi okýnek, přesto však má ještě dostatek síly k počítání například populárního SETI at home na pozadí. Co žene vývoj procesorů tak ryche dopředu? Jaké aplikace vyžadují tuhle sílu?

Před deseti lety, v době procesorů 486 potřebovaly více síly i kancelářské programy. Před sedmi lety byla tím drábem, který bičoval uživatele k pořízení rychlejšího stoje nová Windows 95. V novém multimediálním grafickém prostředí a programech našlo uplatnění rozšíření pentií o MMX. Umožňovala zpracování více jednoduchých výpočtů najednou. Poté nastal boom náročných her v 3D prostředí. Tomu se přizpůsobily procesory přidáním registrů a instrukcí 3Dnow! a SSE. Ty umožní provést několik výpočtů v plovoucí řádově čárce v jednom instrukčním cyklu.

Rozmach nových digitálních kodeků začal v roce 2000 masivním nástupem MPEG4. V té době už všichni znali hudební nahrávky šířené pomocí MP3 a kdosi pak rozlouskl ochranu DVD, čímž umožnil „grabovat“ i tyto disky. To ve spojení s kodeky DivX:-) a už rozšířenými CD-R mechanikami znamenalo novou zátěž pro procesory a nové využití jejich síly. Ani tohle už ale není důvod pro koupi nejvýkonnějších procesorů P4 a AthlonXP. Kodeky DivX verze pět na těchto procesorech zvládají rychleji než v reálném čase i nejvyšší kvalitu obrazu.

Co dělají výrobci procesorů, aby udrželi stoupající tendenci výkonu? Nyní firma AMD připravuje přechod na novou architekturu a pokud nebude mít běžný zákazník důvod koupit počítač tak obrovsky výkonný, prostě to neudělá. Jistě, jsou tu ještě vědecké, technické a jiné výpočty, ktreré potřebují obrovský výkon. Výpočty potřebné na mojí diplomovou práci trvají mnoho hodin i na počítači s nejrychlejším dostupným Athlonem. Tohle však není něco, co dělá na svém počítači kdekdo.

Já si myslím, že další hlad po výkonu může vyvolat umělá inteligence. Nemyslím tím vlezle drzé „inteligentní“ asistenty z MS Office, nebo jednoduché nepřátele z akčních her, většinou založené na několika heuristických pravidlech. Myslím tím napodobení skutečné inteligence pomocí neuronových sítí. Neuron v lidském mozku je možné velice dobře napodobit pomocí matematického úkonu zvaného konvoluce. Konvoluce je vlastně kombinací násobení váhovým vektorem a sumace. K vytvoření velké neuronové sítě, je proto na počítači nutné provádět velké množství konvolucí. V lidském mozku všechny tyto výpočty probíhají najednou, zatímco počítač je musí dělat jeden po druhém. Pokud by například Pentium5 mělo přidány specializované instrukce a registry pro výpočty konvolucí, bylo by schopné propočítat neuronů (odhadem) skoro miliardu za sekundu. To by znamenalo možnost vytvořit jednoduchou umělou inteligenci.

Odborníci se mnou možná budou nesouhlasit. Například mohou namítat, že konvoluce je možné zrychlit i využitím stávajících MMX a SSE rozšíření. Ano, ale ne dostatečně. Neuron má mnoho vstupů (kolem 10 tisíc) a proto je v rámci konvoluce nutné provádět mnoho násobení. SSE registry jsou však poměrně malé. Mnohem lepší je situace například u procesorů G4, vybavených takzvaným Velocity Engine. Procesory G4 jsou při počítání konvolucí schopné provést až třikrát více operací za sekundu než při počítání běžných výpočtů. Přesto však malá paměťová propustnost dnešních počítačů Apple výkony Velocity Engine kazí.

Paměťová propustnost a kapacita je vůbec problém. Mozek má 30 miliard neuronů a ty provádějí biliony operací za sekundu. I když je většina toho promrhána na tělesné funkce, sex, jídlo a jiné pro počítač nesmyslné věci, stále ještě jsou tyto hodnoty daleko mimo možnosti dnešních PC. Zvláště pokud jde o propustnost paměti. Snad budoucí Rambus nebo QDR situaci zlepší.

Rozšíření stávajících procesorů o kovnoluční koprocesory není problém, ani zbytečnost. Přechod na nové technologie zpracování, umožňující vyrábět stále menší unipolární tranzistory by snadno umožnil zvětšit počet tranzistorů na čipu o několik milionů. Přidání konvolutorů je, řekl bych, mnohem účelnější než další zvětšování cache paměti. Konvoluce je totiž (pokud je dostatečně přesná), využitená při zpracování signálů, obrazů, zvuků. S konvolucemi pracuje spousta náročných vědeckých, technologických a multimediálních programů. Kovnoluce provádí i 3D akcelerátory.

Bude tedy tohle cesta dál? Umělá inteligence je schopná si získat zákazníky, jak dokazují robotické hračky a virtuální mazlíčci z japonska. Proto být výrobcem procesorů, podpořil bych vývoj právě tímto směrem a zajistil si tak zachování zisků na dalších několik let.

Napsáno 2002.. teď jsme mnohem dál :)

 
Dekuji že jste navštívili mé stránky. Těším se na Vaši další návštěvu.