Знакомьтесь, информационные технологии

И вот уже Dell Computer намерена отойти от основной специализации – выпуска компьютеров и переориентироваться на создание спектра услуг и программ для Internet-инфраструктур. Теперь, по словам Майкла Делла, компания будет выпускать Web-серверы, оказывать консалтинговые услуги по бизнесу, создавать венчурные фонды и «инкубаторы» для провайдеров прикладных услуг (ASP), Internet-провайдеров (ISP) и других компаний, использующих Internet для бизнеса.

Характерное заявление сделал управляющий компании Oracle Лэрри Эллисон. Он сказал, что развитие персональных настольных компьютеров является тупиковой ветвью прогресса, в отличие от Internet с его сетевыми возможностями. В планы Эллисона входит создание «тупых» компьютерных терминалов, представляющих собой монитор и клавиатуру, соединенные с общим сервером, на котором выполняются все пользовательские приложения. По его словам, такой план провалился из-за Билла Гейтса. Эллисон считает, что идея персональных компьютеров плоха необходимостью приобретения полного пакета программного обеспечения для каждого рабочего места, что выгодно для производителей программ и вендоров, но совершенно неудобно в плане фрагментированности информации и необходимости обновления каждого компьютера в отдельности вместо модернизации одного сервера. Однако Internet, по словам главы Oracle, решает проблему и позволяет системе «сервер + терминалы» работать не хуже любого персонального десктопа. Будущее, по Эллисону, представляется в виде серверов и терминалов. На серверах работают все необходимые программы и хранятся все данные.

В мае 2000 года отделившаяся от Oracle компания New Internet Computer Company (NICC) анонсировала новый тип PC, которому не нужен ни Windows, ни жесткий диск. Это устройство, получившее название «новый Internet-компьютер» и предназначенное для работы в Internet. Компьютер стоит всего 199 долларов (без монитора). Его дешевизна обусловлена тем, что ему не нужны высокопроизводительные комплектующие, а многие функции выполняются серверами, к которым подключен компьютер. Вопрос обновления программного обеспечения решается на сервере, т. е. в едином центре. Естественно, общие расходы на пользование компьютером (стоимость приобретения и стоимость эксплуатации) становятся заметно меньше.

Не менее характерное заявление сделал другой мэтр информационной индустрии – Том Энджибоу, генеральный директор компании Texas Instruments, одного из крупнейших производителей компьютерных чипов. Он считает, что эра персональных компьютеров подходит к концу и им на смену идут мобильные устройства с постоянным широкополосным соединением с Internet. Такой вид связи позволит передавать большой объем данных. Пользователь такого устройства сможет в любой момент воспользоваться всеми услугами Internet. Выпуск первых телефонов нового поколения был запланирован на весну 2001 года в Японии.

Даже крупнейший производитель процессоров – компания Intel проводит реорганизации. Из последних реорганизаций самая заметная – появление новой Wireless Communications and Computing Group, ядром которой стала купленная DSP Communications. Intel начала продвигается на рынок связи. Продолжая политику расширения номенклатуры выпускаемых устройств, фирма готовит к выпуску DSL-модемы и карты для беспроводных сетей. Компания объявила и о готовящемся выпуске адаптера, использующего радиосвязь, для домашних сетей AnyPoint. Одновременно Intel объявил о намерении заняться выпуском Internet-приставок под управлением Linux, с ценой порядка 300–700 долларов и месячной платой около 25–30 долларов. Предполагается, что это будет что-то со своим монитором, клавиатурой, обязательно сильной интеграцией с телефоном (автоответчик и прочие подобные функции), возможно использование DSL. Естественно, все это – Intel, Intel Inside и т. д. Компания планирует выпустить большое количество разнообразных устройств и наводнить ими рынок. Устройства будут предложены крупным Internet-провайдерам для перепродажи клиентам. Intel также начнет выпускать программное обеспечение для управления ими. Уже заключены соглашения между Intel и Lucent Technologies, а также порталом InfoSpace.com.

* * *

Понимание потенциальных ограничений дальнейшего развития собственно компьютеров ставит новый вопрос

Во что трансформируется компьютер?

Сегодня становится ясно, что большая часть компьютеров как в офисах, так и дома, используется с незначительной загрузкой: домашние PC используются как игровые или для «прогулок» по Internet, на большинстве офисных компьютеров выполняются только части стандартных офисных приложений, например из MS Office. Но с этими специфичными задачами лучше справляются специальные компьютеры. И за меньшую стоимость. Уже сегодня Play Station 2 (компании Sony) позволяет играть в различные игры великолепного качества. И нет необходимости «загружать» компьютер, вызывать игру и делать многое другое, прямо не относящееся к игре. Проще и удобнее. С высококачественным изображением. И все это за 300 долларов.

Другое направление трансформации PC – создание Web-планшетов, устройств для простого и удобного «планирования» по Internet. Это компьютер с жидкокристаллическим дисплеем, расположенным на его внешней поверхности, не имеющий клавиатуры. Зато компьютер ориентирован на распознавание рукописного ввода и речи. Естественно, встроенный модем. Это удобное устройство для доступа в Internet. Единственный недостаток – высокая цена, которая определяется высокой стоимостью экрана и малым объемом производства. Очевидно, при увеличении производства цены снизятся. Одновременно появились Web-планшеты, в которых в качестве экрана и колонок используется телевизор. То есть другой вид недорогих телевизионных приставок.

Можно ожидать также и появления специальных офисных компьютеров (интеллектуальных пишущих машинок), в постоянной памяти которых будут записаны программы, необходимые для работы именно в данном офисе. Такие компьютеры позволят выполнять основные программы гораздо быстрее и проще.

Следует учесть, что многие специалисты IT-бизнеса предвидят значительный рост числа специализированных компьютеров. Так Билл Гейтс полагает, что в будущем привычные персональные компьютеры будут вытеснены набором более компактных машин, исполняющих специальные функции. То есть не будет одного персонального компьютера на все случаи жизни, заявил Билл Гейтс на Consumer Electronics Show 2000. Новые приборы могут быть установлены в различных частях квартиры или дома и в машине. Объединенные в общую сеть и подключенные к Internet, компактные компьютеры станут важной частью домашнего хозяйства.

* * *

Итак, развитие компьютерного рынка не будет в ближайшем будущем столь же стремительным как в последнее десятилетие XX века. Уже в ближайшее время компьютер станет привычным изделием, более дорогим, чем радиоприемник, но более дешевым, чем автомобиль. Естественно, бурный рост здесь должен в ближайшее время прекратиться. А компьютерные компании начнут миграцию к другим видам бизнеса.

Можно также прогнозировать трансформацию современного универсального компьютера в целый ряд специализированных устройств, ориентированных на выполнение относительно узкого круга задач, но позволяющих решать эти задачи эффективнее и с меньшими затратами труда.

Поэтому, несмотря на ожидаемое уменьшение производства PC, можно прогнозировать увеличение выпуска нескольких направлений специализированных устройств. И общее их количество может быть значительно большим, нежели количество универсальных компьютеров.

Суперкомпьютеры – все мощнее и все дешевле

Опыт последнего десятилетия показывает, что с увеличением мощности компьютеров растет и их влияние на реальное производство. Мощный сервер позволяет, в частности, оптимизировать подбор вариантов маршрута при длительных поездках с множеством пересадок, проживании в различных отелях, посещении всевозможных мероприятий. Такая задача стоит в больших туристических агентствах. Здесь к одной базе одновременно обращаются операторы из разных точек и число операторов может составлять тысячи. Для работы такой базы требуется мощный сервер, в противном случае компьютер «захлебнется» в потоке запросов, а работа всего агентства будет остановлена.

«Большой счет»

Первоначально компьютер разрабатывался для больших вычислений, связанных с ядерными и ракетными исследованиями. В дальнейшем область применения компьютеров существенно расширилась, однако потребность в расчетах не только не уменьшилась, но и заметно возросла. Возможность моделирования изменений, происходящих в ядерных зарядах в течение времени хранения, позволила отказаться от испытаний ядерного оружия: до этого испытания проводились, в основном, для проверки хранящихся зарядов. Так, мощный многопроцессорный компьютер Blue Pacific компании IBM используется именно для симуляции ядерного вооружения. Можно сказать, что успех на переговорах по прекращению ядерных испытаний принадлежит не дипломатам, а компьютерщикам.

Не менее масштабные вычисления применяются при проектировании авиационной и ракетной техники. А космонавтика изначально началась с расчетов. Моделирование параметров самолетов и ракет требует огромных вычислительных мощностей – например, для нормального расчета поверхности самолета необходимо вычислить параметры воздушного потока в каждой точке крыла и фюзеляжа (реально на каждом квадратном сантиметре). Иными словами, требуется решить дифференциальное уравнение для каждого квадратного сантиметра, а площадь поверхности самолета десятки метров. Таким образом, для расчета оптимальной геометрии необходимо получить миллионы решений дифференциальных уравнений. И при изменении геометрии поверхности – снова все пересчитать. Эти расчеты должны быть сделаны быстро, иначе процесс проектирования затянется неоправданно долго. Конечно, может быть проведено моделирование в аэродинамической трубе, но этот способ не только дороже в десятки раз, но и несоизмеримо дольше: процесс может затянуться на годы. Иными словами, без компьютеров невозможно развитие авиации и ракетной техники. В дальнейшем, при усложнении этой техники, потребность в больших вычислениях только увеличится. А значит, необходимы будут все новые и все более мощные суперкомпьютеры.

Медицина и биологические исследования

Для решения вопросов по геному человека правительство США выделило несколько миллиардов долларов, большая часть которых направляется на создание суперкомпьютеров. В частности, IBM получила заказ на создание компьютера с несколькими десятками тысяч процессоров, который должен принять участие в работах по геному. Расшифровка генома человека – эффектный, но не единственный результат использования компьютеров в биологии: разработка и создание новых медицинских препаратов сегодня возможны только с использованием мощных компьютеров.

Еще не так давно создание нового лекарства занимало 5–7 лет и требовало значительных финансовых затрат. Сегодня же лекарства моделируются на мощных компьютерах, которые не только «строят» сложные молекулы, но и оценивают их влияние на человека. Чтобы учесть сложность молекулы и многофакторность их взаимодействия, требуются значительные вычисления. Поэтому в последнее время самые мощные компьютеры создаются для биологов. Из наиболее известных компьютеров можно назвать Deep Blue компании IBM, который выиграл шахматный матч у Г. Каспарова. А создавался этот компьютер для исследования новых лекарственных препаратов, чем и занялся после победы. Американские ученые создали препарат, способный бороться со 160 вирусами. Это лекарство было смоделировано на компьютере в течение полугода. Иной способ его создания потребовал бы нескольких лет работы. А в Los Alamos National Lab всемирная эпидемия СПИДа была «прокручена» назад к ее истоку – вирусу ВИЧ Ева, который появился, вероятно, в 30-е годы нашего столетия. Данные о копиях вируса СПИДа были заложены в суперкомпьютер, что позволило определить время появления первого вируса – 1930 год.

Геном расшифрован. Но это только начало огромной работы по созданию новых лекарств, лечебных методик и т. д. И реальное продвижение здесь может быть только при использовании суперкомпьютеров.

Internet

Бурное развитие Internet привело к тому, что объем информации в Сети достиг невиданных размеров и продолжает увеличиваться – только сайтов уже более двух миллионов. Информация на сайте растет нелинейно – кроме увеличения данных, меняется и форма их представления: в дополнение к тесту и рисункам прибавились музыка видео, анимация. В результате такого бурного роста возникли две проблемы: необходимо хранить большой и все возрастающий объем данных и сократить время поиска нужной информации. Для решения этих задач сразу несколько компаний предложили мощные серверы, основанные на 64-битных процессорах. Это IBM, Hewlett-Packard, Sun и Compaq. Intel также обещает в ближайшее время выпустить 64-разрядный процессор. Использование мощных процессоров позволило существенно сократить время поиска необходимых данных, а «длинные» адреса обеспечили выборку данных из огромных хранилищ.

Для организации работы с большими объемами данных, кроме мощных процессоров и больших дисков, необходимы также программные средства, способные справиться с таким потоком данных. Созданные несколькими фирмами (Oracle, Sybase, IBM и др.) системы управления базами данных оказались незаменимыми для этих целей. Как следствие, резко возрос сбыт этих систем, что привело к росту стоимости акций указанных компаний (особенно заметны успехи на финансовом поприще компании Oracle).

Очевидно, что дальнейшее увеличение мультимедийных форм представления информации в Internet потребует еще более емких хранилищ данных, доступ к которым должен быть как можно более быстрым.

Суперкомпьютеры везде и для всего

Множество сфер современной жизни требует использование суперкомпьютеров. А некоторые отрасли принципиально не могут развиваться без математического моделирования, требующего огромных вычислений за ограниченное время. Вот только некоторые из примеров.

Использование крупных компьютеров в банковской сфере обеспечивает не только оперативную обработку данных по движению средств, но и позволяет прогнозировать развитие финансового рынка. Точность и оперативность получения данных напрямую зависят от производительности компьютера. А только эти данные позволяют банку эффективно работать.

Компания IBM объявила о создании компьютера, который содержит 1152 процессора. Свою новую разработку IBM собирается предоставить для американских академических исследований. Ту же концепцию IBM хочет применить и в следующих своих суперкомпьютерах: ASCI White, который будет выполнять те же функции, что и Blue Pacific, а также в Blue Gene, который будет задействован в генетических исследованиях.

IBM также сообщила о поставке компьютера Blue Wave Военно-морскому флоту США. Стоимость этой версии IBM RS/6000 SP составила 18 млн. долларов. Это будет самый производительный компьютер в Министерстве обороны, что позволит военным создавать наиболее точные модели мировых океанов. Вычисления суперкомпьютера дадут возможность прогнозировать штормы, а также помогут в поиске кораблей и спасательных работах.

Но не только IBM разрабатывают суперкомпьютеры. Так, Compaq Computer Coip. создает крупнейший в Европе суперкомпьютер, созданный на основе Compaq AlphaServer под управлением операционной системы Tru64 UNIX. В компьютере используются более 2500 процессоров Alpha. Французская Комиссия по ядерной энергии будет использовать суперкомпьютер для программ моделирования в целях обеспечения надежности и безопасности французских ядерных арсеналов без проведения новых ядерных испытаний. Кроме того, суперкомпьютер будет применен для других исследований в рамках основной программы моделирования. Compaq также получил контракт в 200 млн. долларов от Министерства энергетики США на создание самого большого в мире суперкомпьютера, названный «ASCI Q». Он будет иметь производительность более 30 терафлоп и может быть модернизирован до 100 терафлоп к 2005 году.

Мощные компьютеры создают также Hewlett-Packard, Sun, Silicone Graphics.

Кроме того, суперкомпьютеры применяются в области метеорологии, системах проектирования и управления предприятиями, в кинематографии и некоторых других сферах реального производства и искусства. Можно смело утверждать, что существует все более расширяющаяся область человеческой деятельности, в которой потребность во все более мощных компьютерах сохранится.

Стандартные процессоры для суперкомпьютеров

Принципиальной особенностью новых суперкомпьютеров является использование в них множества стандартных процессоров. Такое решение, характерное для всех «игроков» данного сектора IT-бизнеса, позволяет использовать один процессор для персональных компьютеров, рабочих станций и суперкомпьютеров. В ближайший год компания IBM выпустит новый Unix-сервер под рабочим названием Regatta. Он будет поддерживать 32 процессора Power 4–8 модулей по 4 процессора на каждом. Центром компьютера станет высокоскоростной коммутатор, объединяющий процессорные модули. В Regatta будет использована технология NUMA (Nonuniform Memory Architecture – технология принадлежит фирме Sequent Computer Systems, которую не так давно приобрела IBM), позволяющая разбить память на несколько разделов для независимого обслуживания каждого из процессоров. В результате на рынке появится серийный относительно недорогой сервер, который позволит поднять производительность на качественно новый уровень.

Естественно, серийный выпуск такого сервера заставит и другие компании производить аналогичные компьютеры. Суперкомпьютеры начинают выпускать даже фирмы, ранее не занимавшиеся разработкой и производством мощных компьютеров. Так, фирма Sony начала производство 16-процессорного компьютера Gcube, имеющего форму куба. Этот компьютер предназначен для обсчитывания 3D сцен (для кинопроизводства или для современных компьютерных игр) в реальном времени. Процессоры – стандартные от PlayStation2. Sony заявляет, что выходящий в следующем году новый GCube будет построен уже на базе 64 процессоров, что обеспечит построение 4,16 млрд. полигонов при 60 кадрах в секунду и при разрешении 1,080 на 1,980. Для наглядности можно привести слова вице-президента Square, создателя Final Fantasy: «Сегодня Square обсчитывает один кадр из готовящегося на следующий год фильма по этой игре 5 часов. На GCube это происходит в реальном времени – обсчитывание одного кадра занимает 1/30 секунды». Тем самым на качественно новый уровень поднимается процесс кинопроизводства: не только сокращается время производства, но и существенно снижается стоимость фильма (или игры).

Иными словами, мощные вычислительные средства, выполненные на стандартных серийно выпускаемых (и потому недорогих) процессорах становятся доступными большому числу пользователей в самых разных отраслях экономики.

* * *

А что же с мощными «векторными» суперкомпьютерами, которые были самыми производительными в 80-е годы прошлого века? Рынок этих компьютеров был в те годы достаточно прибыльным и составлял более 1 млрд. долларов в год. «Главными игроками» на этом рынке были японские NEC и Fujitsu, а также американская Cray Research. В настоящее время это соревнование завершилось. И победителей нет: в 2001 году объем продаж векторных суперкомпьютеров (по данным NEC) составит менее 600 млн. долларов. Взамен специализированных суперкомпьютеров приходят многопроцессорные системы на стандартных процессорах – такие суперкомпьютеры позволяют получить высокую производительность при значительно меньших затратах.

Легко представить, что вскоре среди других показателей экономического развития страны (таких, как выработка электроэнергии или производство стали) будет указываться и суммарная производительность компьютеров – именно этот показатель будет непосредственно влиять на экономику.

…и компьютер превращается, превращается, превращается…

Многие современные домашние устройства имеют все или часть элементов персонального компьютера: процессор, память, средства ввода и вывода информации. А процессор, в свою очередь, присутствует практически во всем, к чему подведено электричество – сегодня реализовывать функции контроля и управления дешевле с использованием процессора, чем с помощью специальных устройств автоматики. Все больше появляется экранов – в микроволновых печах и холодильниках, в стиральных и швейных машинах, в телевизорах и телефонах, музыкальных центрах и кондиционерах и т. д. Звуковые сигналы и даже синтезаторы голоса также давно не редкость. А различные клавиатуры есть везде и всюду. То есть многие домашние устройства как бы интегрировали в себя персональный компьютер. Однако большинство этих устройств не имеют средств коммуникации, и общение с ними возможно только непосредственно, что не всегда удобно. Ближайшие перспективы связаны с конвергенцией различных устройств с компьютером, а также с локальными и глобальными сетями.

«Возьмемся за руки, друзья.»

Когда речь заходит о глобальной информационной сети, все понимают, что это Internet. Сегодня разнообразные локальные сети являются экзотикой для дома, но стали уже стандартным элементом офиса. Развитие домашних цифровых сетей набирает скорость, и все больше домов оснащаются ими. Можно указать два вида домашних сетей: локальная сеть многоквартирного дома, в которой квартира – один абонент, и локальная сеть одной квартиры или частного дома. В первом случае сеть полностью аналогична офисной, а конкретным устройством, имеющим выход в сеть, является домашний компьютер. Второй вариант более интересен и перспективен.

Одна из проблем, которая возникает при создании домашней сети, – относительно высокая стоимость прокладывания специального кабеля для соединения домашних устройств между собой. Однако в доме уже имеется несколько линий, по которым передаются электрический ток, телефонные сообщения и телевизионный сигнал. Естественно появляется желание использовать эти провода и кабели для передачи по ним цифровых данных внутри дома. Уже несколько лет выпускаются адаптеры, позволяющие передавать цифровые сигналы по электрическим проводам. Давно имеются адаптеры, работающие с телефонной проводкой. Фирма Farallon объявила о поставках очередного своего продукта – HomeLINE USB Adapter. Скорость передачи данных с использованием этих адаптеров – 1 Мбит/с, что соответствует стандарту HomePNA 1.1.

Сегодня выработано несколько стандартов домашних сетей, в том числе HomeRF, HomePlug, Home Phoneline Network Alliance (HPNA) и целых три версии 802.11. И компании продолжают выпускать на рынок продукты, работающие в различных стандартах, в надежде, что именно этот стандарт станет определяющим. Основным рынком для всего этого изобилия видится, прежде всего, 12,4 млн. американских семей, которым, по расчетам экспертов, в 2002 году понадобится оборудование для локальных сетей.