lunedì 26 marzo 2007

Solo in Canada poteva nascere il computer più freddo del mondo!



Cinquanta anni fa una società californiana con sede vicino Mountain View
creò il primo circuito integrato commerciale e rivoluzionò così per sempre il mondo dei computer e più in generale dell'elettronica.La società si chiamava Semiconduttori Fairchild e la valle che ospita Mountain View è da allora conosciuta in tutto il mondo come Silicon Valley prendendo a prestito per il proprio nome il componente principale dei circuiti integrati, cioè il silicio.Ma cos'è che in pratica ha fatto la Fairchild realizzando la prima versione commerciale di un vafer al silicio?Fino ad allora l'elettronica ed i computer si erano appoggiati come elemento base per le loro architetture alla valvola, una specie di lampadina in grado di rappresentare col proprio stato di accesa o spenta un'unità logica, un si o un no, uno zero od un uno, quello che più modernamente chiamiamo un "bit"di informazione. I circuiti integrati consentirono di ricreare in piccolo, così come suggerisce il termine stesso, interi circuiti elettronici in un sottilissimo vafer di silicio; si poterono così memorizzare e processare informazioni senza l'utilizzo delle valvole, riducendo notevolmente lo spazio ed il calore normalmente associati ai circuiti elettronici di vecchio stampo: ricordate i primi modelli di televisioni, radio o giradischi?Ed ecco che giganteschi computer che occupavano interi piani di palazzi (è proprio dalle loro dimensioni che deriva il termine mainframe) cominciaronoa rimpicciolirsi fino a trovare oggigiorno comodamente posto sotto la scrivania di un qualunque ufficio. Di più, quando voglio stupire un non addetto ai lavori cito il fatto che il primo computer su cui ho lavorato nella metà degli anni '80 e che gestiva la contabilità di 12 imprese di medie dimensioni era grosso come 5 frigoriferi industriali ma aveva meno capacità e meno memoria di un palmare di ultima generazione! Pochi giorni fa una società canadese ha scelto proprio il museo della storia del computer in Mountain View per fare un annuncio che ha tutti i prerequisiti perrappresentare una rivoluzione simile a quella introdotta dalla Fairchild mezzo secolo fa; anzi dal punto di vista strettamente logico l'innovazione potrebbe essere ancora maggiore visto che promette non una semplice miniaturizzazione di circuiti e logiche esistenti ma addirittura il superamento completo delle logiche binarie (gli zero e gli uno, tanto per essere chiari). La D-Wave Systems che ha sede vicino Vancouver, nella British Columbia Canadese, ha annunciato di aver realizzato il primo processore a quanti dienergia in grado di funzionare praticamente, anche se in un bagno di elio liquido per raffreddare a meno 273 gradi centigradi i super conduttori componenti che richiedono appunto temperature vicino allo zero assoluto per poter operare.Orion, è questo il nome del processore del futuro, ha veramente funzionato ed ha risolto un paio di problemi che sarebbero stati sostanziali anche peri più grandi mainframe commercialmente disponibili; per dimostrare le sue funzionalità i progettisti gli hanno prima fatto eseguire una ricerca per similitudine all'interno di un enorme database di molecole, un'applicazione squisitamente farmaceutica, e poi l'associazione di persone con dei profili subordinata ad una notevole serie di vincoli, altra applicazione estremamente pratica ma che potrebbe interessare di più ad una compagnia di volo o una catena di hotels.Senza impantanarmi nei dettagli di meccanica quantistica necessari a spiegare il funzionamento delle " Josephson Junction" utilizzate per memorizzare e processare informazioni nel processore più freddo del pianeta vorrei cercare di spiegare perché i "qubit" utilizzati da Orion siano così innovativi rispetto ai più tradizionali bit di informazione dei nostri PC.I quanti di energia applicati ad un elettrone lo eccitano (non sorridete perché è il corretto termine tecnico da utilizzare) facendolo girare in un'orbita un pochino più distante dal nucleo di un atomo di quanto gli sia naturale. Ma un elettrone può anche accettare più quanti di energia ed avere più orbite "eccitate" tra cui spostarsi.In pratica con le valvole e con gli integrati, si lavorava comunque con sistemi logici binari, zero ed uno oppure vero e falso; mentre con i processori a quanti di energia si potranno utilizzare altre basi logiche e quindi memorizzare più simboli. Per l'utente finale tutto ciò si trasformerà in una velocità e capacità di calcolo senza precedenti né paragoni.Forse possiamo cercare di approssimarlo un paragone ripensando a quei mostruosi dinosauri degli albori del calcolo elettronico per raffrontarli poi ad uno dei laptop con cui lavoriamo ogni giorno. Ma questo è il futuro; per il momento la D-Wave ha intenzione di mettere in linea gratuitamente sul web uno dei suoi processori per consentire a possibili clienti di valutare le capacità di questi ghiaccioli "Orion Inside".Il fatto che sia poco pratico generare le bassissime temperature necessarie ai superconduttori per rimanere stabili e funzionare farà si che le prime applicazioni pratiche saranno limitate al mondo dei mainframe e delle grandi simulazioni, ma è facile intravedere un modello di calcolo distribuito in cui altri computer "affittino" pochi attimi di tempo da un processore a quanti di energia, magari attraverso la rete internet, solo per la risoluzione di un problema di simulazione con troppe variabili o comunque troppo "tosto" da affrontare con tecniche ordinarie.Troppi campi dello scibile umano si scontrano continuamente con i limiti di calcolo correnti rimanendo affamati di risorse e velocità.Senza dover parlare di campi come la fisica delle alte energie o la termodinamica è sufficiente pensare ad applicazioni come la meteorologia o l'ottimizzazione del traffico in una grossa città per capire quanto sarebbe vantaggioso poter risolvere problemi con un numero così grande di variabili in tempi che abbiano senso dal punto di vista pratico.Forse è veramente la volta buona che ci liberiamo per sempre del valzer dei sensi unici dei nostri amati centri cittadini?!

1 commento:

Alessia ha detto...

Carlo, io vorrei darti un parere, ma accidenti, io sono l'ignoranza informatica fatta persona! E' il tema trattato che mi è ostico... un saluto, Alessia