L’incremento tecnologico che sta cambiando ogni cosa

Pubblicato: 12 aprile 2012 da ive in News & Articoli, Ricerca
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Traduzione a cura di Daniel Iversen, Vincenzo Barbato e Maurizio Bisogni


I computer non solo stanno diventando più economici, ma anche  più efficienti in termini di consumo energetico.
Ciò significa un mondo invaso da micro sensori e fiumi di “nanodata”.
 

Le prestazioni dei computer hanno visto una crescita rapida ed esponenziale, raddoppiando ogni anno e mezzo, a partire dal 1970.
Quello che la maggior parte della gente non sa è che la loro efficienza energetica (ossia il numero di operazioni di calcolo completati per kilowatt/ora) è raddoppiato anch’esso ogni anno e mezzo fin dall’alba dell’età dell’informatica.Laptops e dispositivi portatili devono la loro esistenza a questo trend, che ha portato alla rapida riduzione dell’energia consumata da parte dei dispositivi alimentati a batteria.
L’effetto più importante di tutto ciò nel futuro sarà che l’energia richiesta per compiere una funzione avente bisogno di un numero fisso di calcoli, continuerà a dimezzarsi ogni 1,5 anni (o di un fattore 100 ogni decennio).

Come risultato avremo una proliferazione di dispositivi informatici ancora più piccoli, che utilizzeranno ancora meno energia e che spianeranno la strada a nuove applicazioni di computazione mobili e di comunicazione e
questi ultimi faranno incrementeare enormemente  la nostra abilità di accumulare ed elaborare dati in tempo reale.

Uno dei tanti possibili esempi per spiegare cosa è possibile fare con la computazione a  “bassa-energia” sono  i sensori wireless senza batteria creati dai Joshua R. Smith, dell’Università di Washington.
Questi sensori prendono l’energia da segnali radio-televisivi vaganti nell’etere e trasmettono ogni cinque secondi i dati da una stazione meteo immettendoli su un display posizionato all’interno, aggiornato ogni 5 secondi. L’energia richiesta è talmente bassa, 50 microwat, circa, da non aver bisogno di altre fonti.

Il “raccolto” di flussi di energia proveniente dall’ambiente circostante, inclusa la luce, il movimento, o il calore, aprono la possibilità ai dispositivi mobili di funzionare indefinitivamente senza fonti di energia esterne, e ciò implicherebbe un boom di dati disponibili.

I sensori mobili estenderanno le potenzialità di quelle che Erik Brynjolfsson, professore di management al MIT, chiama “nanodata”, o dati customizzati a grana fine che descrivono in dettaglio i flussi di informazioni, le caratteristiche degli individui, e transazioni.

Per quanto potrà continuare questo trend?
Nel 1985, il fisico Richard Feynman calcolò che l’efficienza energetica dei computers sarebbe potuto migliorare rispetto agli allora correnti livelli di un fattore di almeno 100 miliardi (1011), e i dati oggi in nostro possesso ci indicano che l’efficienza dei dispositivi di calcolo è progredita di circa solo un fattore su 40.000 dal 1985 al 2009.

In altre parole, non abbiamo ancora iniziato ad utilizzare a pieno il potenziale di queste applicazioni.

Concretamente, se un moderno MacBook Air operasse con un efficienza energetica dei computer del 1991, una batteria completamente carica durerebbe al massimo 2,5 secondi.
Allo stesso modo, il computer più veloce del mondo, il Fujitsu K giapponese da 10.5 petaflop, oggi consuma una impressionante quantità di energia pari a 12.7 megawatts, che basterebbe per alimentare una piccola città. In teoria però, una macchina con la stessa potenza di calcolo, richiederà, fra qualche decennio, un’energia pari a quella che serve per far funzionare un tostapane. I laptop di oggi, d’altro canto, saranno rimpiazzati da dispositivi che avranno bisogno di un energia infinitesimale rispetto a quelli odierni.

Il fenomeno qui evidenziato si riferisce all’efficienza energetica di dispositivi basati su silicio, però di fatto nessuno ha ancora stabilito se l’efficienza della trasmissione dati, ossia il costo energetico dei sensori per l’invio di segnali wireless, è a livelli di efficienza comparabili. Scelte progettuali quali la velocità di trasmissione dati, la frequenza di comunicazione, e i modi in cui questi dispositivi riducono la loro potenza mentre non sono in attività, hanno tutte effetto significativo sul consumo elettrico complessivo dei dispositivi portatili.

Ma l’effetto dei miglioramenti di efficienza in termini di computazione è quello di guidare le innovazioni in altri settori, perché questo è l’unico modo per cogliere i benefici di nuove tecnologie informatiche e di calcolo.
L’aumento a lungo termine dell’efficienza energetica dei computer (e le tecnologie che lo rendono possibile) rivoluzionerà il modo in cui si raccoglieranno ed analizzeranno i dati e come questi si utilizzeranno  per fare scelte migliori. Aiuterà l’”Internet delle cose” a diventare la realtà, uno sviluppo con profonde implicazioni per le imprese e la società in generale che si svilupperanno nei prossimi decenni. Queste tecnologie innovative ci permetteranno di controllare processi industriali con più precisione, per valutare i risultati delle nostre azioni in modo rapido ed efficace, e di reinventare rapidamente le nostre procedure e modelli di business per rispecchiare nuove realtà. Inoltre ci aiuteranno anche a muoverci verso un approccio più sperimentale per interagire con il mondo: saremo in grado di testare le nostre ipotesi con dati in tempo reale e modificare quelle supposizioni dettate dalla realtà.

Storicamente, i migliori (scienziati) informatici e progettisti di CPU si sono concentrati sui problemi di alte prestazioni dell’informatica ad alte prestazioni, e senza dubbio molti di loro saranno ancora tentati di risolvere questi problemi. Il continuo progresso dell’efficienza energetica dei computer però, ha ormai portato i migliori designer e ingegneri ad affrontare un nuovo tipo di problema, quello dell’intero sistema della progettazione integrata, l’intelligente e semplice uso di energia elettrica e trasmissione dei dati.
In altre parole la possibilità reale di trasformare il rapporto dell’umanità con l’universo.


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commenti
  1. Vincenzo Barbato ha detto:

    Ho fatto delle correzioni, copiate e incollatare dal mio blog domani dopo le 10 am

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