Con đường phía trước [2]
Xa lộ thông tin sẽ sử dụng kỹ thuật nén, nhưng giai đoạn đầu vẫn còn phải sử dụng chủ yếu là giải thông. Một trong những lý do chính khiến chúng ta chưa có sẵn một xa lộ hoạt động được là ở chỗ trong mạng lưới thông tin liên lạc hiện nay chưa có đủ dải thông cho tất cả các ứng dụng mới. Và điều đó cũng chưa thể thực hiện được cho đến khi nào cáp quang được sản xuất tại những vùng hiện nay chưa có.
Cáp quang là một ví dụ về sự tiến bộ của công nghệ, nó vượt ra xa những điều mà Babbage hoặc thậm chí cả Eckert và Mauchly có thể tiên đoán được. Về tốc độ cũng đạt được những tiến bộ vượt bậc tương tự mà trong đó hiệu suất và khả năng của các chip đã thể hiện.
Năm 1965, Gordon Moore, sau này là đồng sáng lập viên của hãng Intel, đã cùng với Bob Noyce, tiên đoán rằng khả năng của một chip điện toán sẽ tăng gấp đôi hàng năm. Ông tiên đoán điều đó sau khi đã dành ra ba năm trời để nghiên cứu tỷ lệ giữa giá và hiệu suất làm việc của các chip điện toán. Thực ra, Moore không tin là tốc độ cải tiến đó có thể tồn tại lâu dài được. Nhưng rồi mười năm sau, điều ông tiên đoán xảy ra đúng như vậy, và ông lại tiên đoán tiếp rằng khả năng đó tăng gấp đôi trong từng hai năm một.
Vị xử lý của hãng Intel có số Transistor tăng gấp đôi sau 18 tháng theo quy luật của Moore.
Chưa có kinh nghiệm nào trong cuộc sống hàng ngày giúp chúng ta hiểu được một con số mà ta có thể giấp đôi nó lên vô vàn lần – sự cải tiến theo cấp số mũ. Có một câu chuyện ngụ ngôn có thể giúp chúng ta hiểu vấn đề này.
Vị vua Shirham của ấn độ tỏ ra hết sức hài lòng khi một trong những quốc vụ khanh của ông đã phát minh ra trò chơi cờ và hỏi rằng người đó muốn được thưởng điều gì. Quốc vụ khanh đó trả lời: Kính thưa bệ hạ, khanh chỉ giám xin Bệ hạ ban cho khanh một hạt lúa mì cho ô vuông thứ nhất của bàn cờ hai hạt cho ô vuông thứ nhì, bốn hạt cho ô vuông thứ ba , và cứ tiếp tuồng cổ tăng gấp đôi cho từng ô trong tất cả 64 ô vuông của bàn cờ. Nhà vua hết sức cảm động về lời thỉnh cầu khiêm tốn nờ, và lệnh cho mang ra một bao lúa mì.
Nhà vua lệnh cho viên quan quân lương đếm to lên tổng số hạt đặt vào mỗi ô vuông của bàn cờ. Thế là viên quan kia đặt vào trong ô thứ nhất của hàng thứ nhất 1 hạt lúa mì. Vào ô vuông thứ hai 2 hạt, ô vuông thứ ba 4 hạt, rồi 8, 12,32,64,128 hạt. Đến ô vuông thứ tám của hàng thứ nhất, viên quan kia đọc to lên tổng số hạt đã đặt là 255.
Cho đến lúc các vị quan chưa tỏ ra có gì lo lắng. Có thể sẽ nhiều hơn một ít so với số lượng ông nghĩ,nhưng chưa có gì đáng ngạc nhiên xảy ra. Giả sử phải mất một giây để. đếm một hạt, thì đến lúc đó mới chỉ tốn có khoảng bốn phút. Nhưng nếu đếm một hàng tốn bốn phút, thì thử đoán xem mất bao nhiêu thời gian mới đếm hết số lượng hạt trong tất cả 64 ô vuông kia. Bốn giờ? bốn ngày? hay bốn năm?
Đến lúc đếm song hàng thứ hai viên quan kia đã phải mất khoảng 18 tiếng đồng hồ để đếm 65.535 hạt. lúc đếm song hàng thứ ba của tổng số tám hàng, viên quan nọ đã mất 194 ngày để đếm 16,8 triệu hạt trong 24 ô vuông. Và còn lại 40 ô vuông chưa đếm.
Đến lúc này, chúng ta có thể đoán trắc rằng vị vua kia phải từ bỏ lời hứa. Đến ô vuông cuối cùng, nếu đếm, sẽ phải tốn 18.446.744.073.709.551.615 hạt và thời gian phải đếm lên tới 584 tỷ năm. Dự đoán hiện nay về tuổi của quả đất ở khoảng 4,5 tỷ năm. Theo đa số sách viết về chuyện cổ tích thì vua Shirham, sau đó nhận ra mình bị mắc lừa và đã ra lệnh chém đầu vị quốc vụ khanh kia.
Sự phát triển theo cấp số nhân, thậm chí khi đã được giải thích, nghe vẫn có vẻ như một trò đùa.
Quy luật Moore chắc chắn sẽ là đúng trong khoảng 20 năm tới. Và nếu như vậy thì một phép tính hiện nay mất khoảng một ngày để tính, lúc đó sẽ nhanh hơn gấp 10.000 lần, tức chỉ mất vài giây.
Các phòng thí nghiệm hiện đang thí nghiệm loại transistor “đạn đạo”, có số lần đóng mở là 1/1.000.000.000.000.000 của một giây, hanh hơn khoảng 10 triệu lần so với loại transistor đang dùng trong bộ vi sử lý hiện nay. Vấn đề đặt ra là giảm kích cỡ nhóm mạch chip và dòng điện xuống sao cho các electron chuyển động không đụng phải bất cứ vật gì, kể cả việc chúng va chạm lẫn nhau. Giai đoạn sắp tới sẽ là giai đoạn “transistor đơn electron”, trong đó một electron đơn đại diện cho một bit đơn thông tin, đây sẽ là mục đích cuối cùng trong việc tạo ra máy điện toán tiêu thụ ít năng lượng, ít ra là theo sự hiểu biết hiện nay về môn vật lý học của chúng tôi. Để có thể tận dụng được lợi thế tốc độ siêu cao đó ở cấp phân tử, máy điện toán rồi đây sẽ có kích cỡ rất nhọ, thậm chí ở dạng vi mô. Chúng tôi đã biết nền tảng khoa học có thể giúp chúng tôi thiết kế các máy điện toán cực nhanh này. Điều chúng tôi cần hiện nay là một cuộc đột phá về kỹ thuật, mà những đột phá như thế thường đến rất nhanh.
Đến lúc chúng ta có được tốc độ đó thì việc lưu trữ các bit nói trên sẽ không còn là vấn đề nữa. Vào mùa xuân năm 1983, hãng IBM đã cho ra đời loại máy PC/XT, chiếc máy điton cá nhân đầu tiên của hãng có thiết kế một đĩa cứng bên trong. Đĩa cứng đó có chức năng như là một phương tiện lưu trữ bên trong và chứa được 10 megabytes, hoặc còn gọi là “meg” thông tin, tức khoảng 10 triệu ký tự hay 80 triệu bit. Những khách hàng nào muốn nâng cấp máy hiện có của họ lên 10 meg đều có thể được miễn là có tiền. Hãng IBM chào giá là 3.000 Mỹ kim một bộ, có kèm nguồn cấp điện riêng, để mở rộng bộ nhớ. Như vậy có nghĩa là phải tốn 300 Mỹ kim cho mỗi megabyte. Ngày nay, nhờ vào sự phát triển theo cấp số nhân miêu tả trong quy luật Moore mà các đĩa cứng của máy điện toán cá nhân có thể chứa tới 1,2 gigabyte-tức 1,2 tỷ ký tự thông tin – với giá là 250 Mỹ kim. Tức chỉ tốn 21 xu cho một megabyte! (trong tháng 9 năm 1996 còn khoảng 170 Mỹ kim) chúng ta mong đơi một sự cải thiện hết sức lý thú được gọi là bộ nhớ toàn ký (holographic memory), nó có thể chứa 10 ký tự thông tin trong một thể tích nhỏ hơn 1 inch vuông. Với khả năng như vậy, bộ nhớ toàn ký, với kích cỡ chỉ bằng nắm tay của bạn, có thể chứa nội dung của cả một thư viện Quốc hội Mỹ.
Do kỹ nghệ thông tin liên lạc đi vào dạng số, cũng như sự cải thiện hàm số mũ, đã làm cho máy điện toán sách tay, trị giá 2.000 Mỹ kim, trở lên mạnh hơn nhiều so với máy điện toán chính của hãng IBM hai mươi năm trước.
Vào một thời điểm nào đó trong tương lai không xa, một sợi cáp đơn đi vào từng nhà sẽ có khả năng cung cấp tất cả dữ liệu số cho cả hộ gia đình. Sợi cáp đó có thể là cáp quang, loại hiện đang được sử dụng trong điện thoại đường dài, hay là cáp đồng trục, loại hiện đang được sử dụng làm cáp truyền hình. Nếu các bit được nhận biết như là giọng nói, chuông điện thoại sẽ reo;nếu hình ảnh video, nó sẽ xuất hiện trên màn hình của máy thu hình; nếu đó là dịch vụ thông tin trực tuyến, chúng sẽ xuất hiện văn bản, và hình ảnh trên màn hình máy điện toán.
Sợi cáp đơn đưa mạng lưới vào từng gia đình kia sẽ nhất định chuyển tải không chỉ các cuộc nói chuyện điện thoại, phim ảnh,tin tức thời sự. Nhưng chúng ta cũng không thể nào hình dung xa lộ thông tin, trong hai mươi năm tới, sẽ chuyển tải những gì tốt hơn cách mà mọi người sống ở thời đại đồ đá, sử dụng những công cụ thô sơ, có thể hình dung các cánh cửa ra vào nhà thờ Ghiberti ở Florence được. Chỉ khi nào xa lộ đó đến thì chúng ta mới có thể hiểu hết mọi khả năng của nó. Tuy nhiên, kinh nghiện về những thành tựu dạng số của hai mươi năm qua cho phép chúng ta hiểu được một số các nguyên lý và những khả năng chủ yếu của tương lai.
(Còn tiếp)
© Bill Gates
