A szuperszámítógépektől a decentralizációig: A számítástechnika jövőjéről alkotott elképzelések evolúciója

A szuperszámítógépektől a decentralizációig – TARTALOM

1. Téves jóslatok
2. A tranzisztor segített kompaktabb számítógépeket létrehozni
3. A közösség ereje legyőzi a bejáratott cégeket
4. Koordinált, nem centralizált
5. Ma már szinte minden a felhőben fut

Téves jóslatok

A jövő számítógépeiről alkotott elképzelések többsége, amelyek a hatvanas évekig a sci-fi művekben megjelentek, mindig centralizált vezérlést feltételezett. Legyen szó Ray Bradbury háborúellenes novelláiról – a „There Will Come Soft Rains" (1950) egy atomháború utáni autonóm ház értelmetlen működését írta le, amikor lakói már mind halottak voltak –, vagy Stanisław Lem „Pirx pilóta kalandjai" (1968) című művéről, ahol az űrhajót egy központi számítógép irányítja, mindenki abból indult ki, hogy számítási kapacitás összpontosulni fog.

Az az elképzelés, hogy az irányítás és a vezérlés centralizált lesz, újra és újra felbukkan a sci-fi szerzőknél – és nemcsak náluk, a számítógépes vízionárius Douglas Engelbart is azt feltételezte, hogy a jövőben az emberek vezeték nélküli, korlátlan üzemidejű terminálokkal csatlakozhatnak majd hatalmas számítógépek végtelen számítási kapacitásához. A centralizáció gondolata természetes az emberek számára, bár egyértelmű kockázatokat is hordoz – ha a központi rendszer meghibásodik, vagy a hozzá való kapcsolat összeomlik, az arra épülő rendszer is összeomlik.

A tranzisztor segített kompaktabb számítógépeket létrehozni

A számítástechnikai fejlődés során egy érdekes jelenség következett be: a számítások egyszerre kezdtek centralizálódni és elosztottá válni. Ez a különös jelenség a miniatürizálással függött össze, amikor a nagyméretű mechanikus, majd később elektroncsöves áramköröket kompaktabb tranzisztorokra, végül integrált áramkörökre cserélték. Áttörést az integrált áramkör megjelenése hozott, amelynek ötlete már az 1950-es években megszületett, de szabadalmaztatására csak 1961-ben került sor Robert Noyce nevéhez fűződően, miközben ugyanebben az időben Jack Kilby is függetlenül dolgozott rajta.

Az áramkörök integrációja a ma már közismert Moore-törvény szerint haladt előre. Gordon Moore, a Fairchild Semiconductor társalapítója 1965-ben publikálta azt a tézist, miszerint az integrált áramkörökön lévő komponensek száma évente megduplázódik. 1975-ben már úgy módosította megfigyelését, hogy a duplázódás kétévente következik be, ami azonban még mindig exponenciális növekedés.

Az integrált áramkörök komplexitásának ez a növekedése egyszerre két dolgot eredményezett: egyrészt a chipek lényegesen bonyolultabbá váltak, ugyanakkor azonos bonyolultság mellett lényegesen kisebbek lehettek. Ez szuperszámítógépek, de egyben otthoni számítógépek létrejöttéhez is vezetett, és áttörést az első mikroprocesszor, az Intel 4004 megjelenése hozott 1971-ben. Bár az Intel 4004 inkább a vezérlők közé tartozott, utódja, az Intel 8080 (1974) már számos nyolcbites számítógép alapjává vált, különösen a szocialista tábor országaiban, ahol ezt a processzort sikeresen klónozták.

A közösség ereje legyőzi a bejáratott cégeket

Nyugaton a mikroprocesszorok megjelenése otthoni számítógépek létrejöttéhez vezetett, amelyek főként a kaliforniai Menlo Parkban működő Homebrew Computer Club közösség körül születtek. Itt egy érdekes jelenség következett be: a lelkes hobbisták laza közössége lényegében megkerülte a nagyvállalatok tervezési folyamatait – és kezdetleges, de működőképes számítógépeket kezdett építeni, amelyekből kinőtt a mikroszámítógépes forradalom. Ez olyan cégek felemelkedéséhez vezetett, mint a Commodore és az Atari, de mindenekelőtt az Apple, amely lényegében ebből a közösségből nőtt ki – az IBM-nek pedig, mint a világ legnagyobb kereskedelmi számítógépgyártójának, fáradságos munkával kellett felzárkóznia.

Hirtelen kiderült, hogy a lelkes hobbisták közössége ugyanolyan kreatív és ugyanolyan piaczavaró lehet, mint a legnagyobb gyártók – sőt, mi több, olyan innovációkat képesek hozni, amelyek az egész piacot megrázzák. Éppen a lelkes rajongók közösségei vezettek a Linux felemelkedéséhez, a 90-es évek internetes forradalmához, az Open Source kezdeményezés létrejöttéhez, valamint a kriptovaluták megszületéséhez, amelyek a bitcoin 2009-es megjelenésével indultak útjukra.

Koordinált, nem centralizált

A technológiai disrupció egymást követő hullámai alapjaiban rázták meg a piacot, és felvetették a kérdést: Vajon tévedtek a múlt látnokai? A miniatűr számítógépek hálózata rugalmasabb és ésszerűbb megoldást kínálhat, mint egyetlen központi, nagy teljesítményű rendszer. Az IoT (Internet of Things, a dolgok internete) modern koncepciója azon az elképzelésen alapul, hogy minden egyes eszköz saját intelligenciával rendelkezik – és bár van koordinátora, az nem annyira meghatározó, mert a megoldás képességei elsősorban az egyes elemek képességeiből fakadnak.

Az intelligens otthon minden egyes eleme saját mikrovezérlővel rendelkezik, amely lehetővé teszi, hogy önállóan irányítsa a működését, ugyanakkor kommunikáljon a többi elemmel – még akkor is, ha valamelyik meghibásodik. Hasonló koncepció jelent meg az internet esetében is, amely egészként képes működni még részleges kiesések mellett is – és ugyanez az elv köszön vissza a modern autókban, ahol ötven-száz mikrovezérlőt is találhatunk. Itt mutatkozik meg igazán a decentralizáció hatalmas előnye: míg a központi vezérléshez rengeteg buszvezetékre lenne szükség az érzékelők és motorok bekötéséhez, elosztott rendszer esetén elegendő egyetlen buszt kiépíteni, amelyen az egyes intelligens elemek egymással kommunikálnak.

Ma már szinte minden a felhőben fut

Napjainkban a technológia mindkét irányban folyamatosan fejlődik: egyrészt nő az egyes komponensek teljesítménye, másrészt a szolgáltatások felhőalapú és egyéb elosztott technológiákra épülnek. A felhő a szolgáltatások elosztásán és redundanciáján alapul, amelyek nélkül képtelen lenne világszerte kiszolgálni az ügyfeleket, és dinamikusan skálázni a szükséges teljesítményt – legyen szó akár egy szinte elfeledett videó lejátszásáról, akár az új filmek megjelenése utáni hirtelen érdeklődési hullám kezeléséről.

Összességében úgy tűnik, hogy az elosztott technológiák ma fontosabbak, és jelentőségük a jövőben is tovább nő, mivel a mesterséges intelligencia, a videószolgáltatások és a szoftverdisztribúció legtöbb jelenlegi megvalósítása éppen elosztott technológiákra épül. Ezzel lényegében Douglas Engelbart víziója valósul meg, aki megjósolta, hogy egyszer majd egy számítógépes hálózathoz csatlakozunk, amely gyakorlatilag korlátlan teljesítményt kínál számunkra. A trend alól nagy kivételt képeznek a játékok – bár a streamelt játékkal folyamatosan kísérleteznek, a gamer számítógépek és konzolok továbbra is a legerősebb hardverek közé tartoznak, amelyeket személyes tulajdonként vásárolunk meg.

Bár a trend lassan az elosztott szolgáltatások irányába halad, azok irányítása lényegében centralizált marad. A világ minden táján működő szerverközpontok ugyan ténylegesen elosztott módon nyújtják a szolgáltatásokat, de arról, hogy milyen szolgáltatások lesznek elérhetők, a központi adminisztráció dönt. Ez határozza meg az egyes régiók számára elérhető szolgáltatásokat is, és geolokáció alapján blokkolhat szolgáltatásokat és tartalmakat.

A centralizált irányításról alkotott eredeti elképzelések ugyan bizonyos területeken valóra váltak, ugyanakkor az elosztott rendszerek is erőteljesen fejlődtek, és sok tekintetben hatékonyabbnak és robusztusabbnak bizonyulnak. A mai világot tehát mindkét megközelítés együttélése jellemzi: egyrészt a hatalmas centralizált infrastruktúrák, mint az adatközpontok és a felhőszolgáltatások, másrészt a decentralizált megoldások, amelyek olyan területeken érvényesülnek, mint az IoT, az okosotthon-automatizálás vagy a blockchain.