Reportero: La informática ha estado estrechamente relacionada con otras disciplinas desde su nacimiento. Promueve eficazmente el desarrollo de otras disciplinas y al mismo tiempo crece rápidamente. En su opinión, ¿cuál es la tendencia de desarrollo futuro de la informática? ¿Su relación con otras disciplinas será cada vez más estrecha?
Académico Li Guojie: Cuando observo las tendencias de desarrollo de la informática, normalmente las divido en tres aspectos. Una dimensión es la dirección "alta". El rendimiento es cada vez mayor y la velocidad es cada vez más rápida, principalmente porque la frecuencia de la computadora es cada vez mayor. Al igual que los 286 y 386 que utilizamos en los últimos años, la frecuencia principal es de sólo decenas de megabytes. A principios de la década de 1990, el nivel de integración de los circuitos integrados había alcanzado más de 10.000 y VLSI comenzó a entrar en el período ULSI. Y debido a la madurez y popularidad de la tecnología RISC, la tasa de crecimiento anual del rendimiento de la CPU aumentó del 35% en la década de 1980 al 60% en la década de 1990. Posteriormente apareció la serie Pentium, y ahora ha aparecido el microprocesador Pentium 4, con una frecuencia principal de más de 2GHz. Además, el desarrollo de computadoras a un nivel superior no solo aumenta la frecuencia del chip, sino que también mejora el rendimiento general de la computadora. Una computadora puede utilizar cientos o miles de procesadores en lugar de solo uno, lo que se denomina procesamiento paralelo. En otras palabras, hay dos formas de mejorar el rendimiento de la computadora: una es aumentar la velocidad del dispositivo y la otra es procesar en paralelo. Como se mencionó anteriormente, al inventar nuevos dispositivos (como los cuánticos) y adoptar tecnologías como la nanotecnología y los sistemas en chips, las velocidades de los dispositivos pueden aumentar en varios órdenes de magnitud. La innovación y el progreso de la arquitectura marcada por un comportamiento paralelo masivo es otra forma importante de mejorar el rendimiento de los sistemas informáticos. En la actualidad, la computadora de propósito general de mayor rendimiento del mundo ha utilizado decenas de miles de computadoras en paralelo, y la ASCI estadounidense planea completar 12,3 billones de máquinas paralelas por segundo. Actualmente, se están desarrollando 30 billones de computadoras paralelas y 100 billones de computadoras paralelas. Otro plan en Estados Unidos pretende lanzar ordenadores de 1.000 petaflops alrededor de 2010. Su procesador utilizará dispositivos cuánticos superconductores, y cada procesador utilizará 100 mil millones de petaflops por segundo, 65.438 millones de procesadores en paralelo. Las computadoras de propósito especial tienen niveles más altos de paralelismo que las computadoras de propósito general. IBM está desarrollando una computadora especializada para calcular las estructuras de plegamiento de proteínas llamada Blue Gene Computer. Un chip incluye 32 procesadores con una velocidad máxima de 1 billón de operaciones por segundo. Su implantación está prevista para 2004. Conectar decenas de miles de computadoras para formar una máquina paralela no es una tarea fácil, al igual que organizar a miles de trabajadores para producir un producto. La tecnología clave de las computadoras paralelas es cómo conectar de manera eficiente una gran cantidad de computadoras entre sí, es decir, comunicación de alta velocidad entre procesadores, y cómo administrar de manera efectiva el trabajo coordinado de miles de computadoras. Ésta es la función de un sistema operativo, el software del sistema de una computadora paralela. Cómo abordar la contradicción entre alto rendimiento, versatilidad y portabilidad del software de aplicación es también una elección técnica que debe afrontarse en el desarrollo de computadoras paralelas, y una cuestión importante en el desarrollo de la informática.
La otra dirección es desarrollarse en la dirección "amplia". La tendencia del desarrollo informático es tan omnipresente que es como "sin computadora". La tendencia obvia en los últimos años es la creación de redes, penetrando en diversos campos, es decir, desarrollándose y desarrollándose en amplitud. En el extranjero, esta tendencia se denomina computación ubicua o computación ubicua. Por ejemplo, si te pregunto cuántos motores tienes en casa, nadie te lo puede decir claramente. Está en lavadoras, refrigeradores, grabadoras, en casi todas partes. Ninguno de nosotros puede contar. En el futuro, los ordenadores estarán presentes en diversos electrodomésticos del hogar, al igual que los motores actuales. Cuando te pregunté cuántas computadoras tienes en casa, ni siquiera podías contarlas. Tus cuadernos y libros han sido digitalizados. Incluyendo los libros de texto para las escuelas primarias y secundarias, en el futuro, dentro de diez o veinte años, los estudiantes ya no podrán usar libros de texto en clase, sino solo una computadora del tamaño de una computadora portátil con todos los libros de texto, tutoriales y ejercicios del curso para las escuelas primarias y secundarias. . Diferentes estudiantes pueden encontrar fácilmente la información que desean según sus necesidades. Además, estos ordenadores están integrados con los teléfonos móviles actuales y pueden acceder a Internet e intercambiar información entre sí en cualquier momento y lugar.
Cómo garantizar que un sistema tan complejo pueda funcionar normalmente sin errores no es sólo un problema que pueda resolverse mediante mediciones generales. Otro problema es el consumo de energía. El consumo de energía no parece ser un problema ahora, ni es una cuestión importante, pero será muy importante en más de diez años. Según la Ley de Moore, el rendimiento de un chip se duplicará cada año y medio, pero duplicar el rendimiento puede dar lugar a una duplicación del consumo de energía. Cuanto mayor es el consumo de energía, más calor se libera. Ahora bien, un chip puede emitir cien o doscientos vatios de calor, y también se pueden utilizar ventiladores para disipar el calor, pero si se duplica a unos pocos cientos de vatios, equivale a un horno eléctrico. En este momento es muy difícil disipar el calor. Por lo tanto, cómo mejorar el rendimiento sin aumentar o incluso reducir el consumo de energía es un tema importante en el desarrollo de la informática. La cuestión del consumo de energía es extremadamente compleja. Debido a la miniaturización de los circuitos integrados, la tecnología futura alcanzará menos de 0,1 micras, con sólo unos pocos átomos por capa de chip. En este momento, el calor por unidad de área ya es extremadamente alto. Entonces, en los primeros días del desarrollo de la informática, un científico famoso dijo que la informática es la ciencia de la refrigeración. La última cuestión es de inteligencia. Hay mucha información en línea estos días. ¿Cómo lograr que la computadora convierta esta información en el conocimiento que necesitas? Esto es algo muy difícil. Esto no significa que simplemente hago clic en un sitio web y éste puede buscar contenido que coincida con los caracteres que ingreso, sino que la computadora debe sistematizar el conocimiento recopilado. Por ejemplo, si quiere encontrar a alguien, le pregunta a la computadora: "¿Quién es Bin Laden?". Las computadoras en el futuro tendrán esta capacidad. Puede encontrar contenido relacionado con quién es Bin Laden en miles de páginas web y organizar un artículo para darle la respuesta. Por poner otro ejemplo, si desea saber qué es la nanotecnología, puede preguntarle a la computadora qué es la nanotecnología, y la computadora lo buscará en la web y encontrará la respuesta que necesita.