Bő 72 év telt el azóta, hogy az amerikai hadsereg részéről Gladeon Marcus Barnes kézjegyével ellátta azt a szerződést, amely az első programozható, elektronikus, digitális számítógép, az ENIAC megépítését finanszírozta. Közhely, de a 27 tonnás monstrum számítási kapacitásait mára nem csak az átlagos pécék és mobiltelefonok szárnyalták túl, de szinte minden, amiben CPU lapul. Cikkünkben most azokra a kérdésekre keressük a válaszokat, melyek a világ összes számítástechnikai eszközének számítási kapacitásával állnak összefüggésben.
Kezdjük az elején. Pontosan mekkora a világ számítógépeinek a számítási tevékenysége?
A számítógépek tevékenységét hagyományosan FLOPS-ban (floating-point operations per second – másodpercenként elvégzett lebegőpontos műveletek száma), illetve ennek 10-es alapú hatványaiban mérik. Lássunk néhány példát:
- 1-100 FLOPS: egy egyetlen célra használatos eszköz, például egy zsebszámológép teljesítménye. 10 FLOPS teljesítmény esetén a zsebkalkulátor nagyjából 0,1 másodperc alatt végez el egy műveletet – ami a „szokásos felhasználás” mellett elfogadható eredmény.
- 1-100 megaFLOPS (10^6): régebbi számítógép, képes videók, zene lejátszására, grafikus kártyát kezel, stb.
- 1-100 gigaFLOPS (10^9): a mai, korszerűbb asztali számítógépek, laptopok teljesítménye
- És akkor ugorjunk át néhány nagyságrendet: 1-100 zettaFLOPS (10^21): ennek az intervallumnak az alsó határát tartják az általános célú számítógépek „szokásos“ teljesítményének. Ha valamilyen oknál fogva az összes ilyen eszközt egyszerre és teljes kapacitásával használnánk, akkor az értékhatár felsőbb számához esne közelebb az érték. Valószínűleg…
Hogyan oszlik meg mindez?
Amerikai kutatók (név szerint Hilbert és Lopez) 2012-ben hat kategóriát különböztettek meg.
Ennek alapján:
- A „hagyományos” számítógépek névleges kapacitása adja a számítási teljesítmény 66 százalékát, míg a tényleges kapacitás kihasználtság megoszlásában csupán 52 százalékát (alacsony kihasználtság)
- A játékkonzoloknál 25 és 20 százalék az arány,
- Mobil telefonoknál 6 – 11 százalék
- A szerverek 3 – 11 (alaposan kihasználva)
- A szuperkomputerek 0.03 és 4 százalékkal büszkélkedhetnek (szuper-alaposan kihasználva)
- A hatodik kategória a statisztikai hibahatáron belül mozgó zsebszámológépeké: 0,3 és 0 százalékkal.
Milyen ütemben bővülnek a kapacitásaink?
Moore törvényéről (szinte) mindenki hallott – ez azt a gyakorlatban tapasztalt megfigyelést emeli ki a technológiai fejlődésben, miszerint az integrált áramkörök összetettsége körülbelül 18 hónaponként megduplázódik. Bár a törvényt már sokan, sokszor temették, a fentebb már említett kutatás 1986 és 2007 közötti adatokat vizsgálva arra jutott, hogy a 18 hónapos „duplázási idő” továbbra is fenn áll – azaz évi közel 60 százalékkal bővülnek a számítási kapacitásaink.
Összehasonlításként: a tárolási kapacitások évi 23, a kommunikációs bővülés mértéke pedig évi 28 százalék.
Fordítsuk le mindezt „emberibb” kapacitásokra. Egy 2011-es tudományos cikk a 2007-es állapotokat úgy jellemezte: a világ általános célú számítási kapacitásai (amit másodpercenként 6.4*10^18-nak becsültek) nagyjából egy emberi agy teljesítményének feleltethető meg. Ugyan nem pontosan, vagy a kutatók úgy fogalmaztak: „egy ligában fociznak”. A világ 8 évvel ezelőtti informatikai tárolási kapacitásai pedig nagyjából egy felnőtt DNS állományának információtartalmának feleltették meg.