Этой тарахтелкой можно пугать беременных кошек, но какой прок от неё в бою? — генерал Китченер о первом танке, 1915.
Эта заметка получилась у меня странным образом. Изначально я сел, чтобы написать текст об особенностях использования юнит-тестов для ресурсоемких приложений. Хотелось написать, что вот-вот на наши столы взгромоздятся компьютеры с сотнями гигабайт оперативной памяти и сотнями процессорных ядер. А затем описать, как это может повлиять на разработку и тестирование приложений.
Но еще не приступив к сути, я почувствовал что со всех сторон стекаются комментарии «такая система мне не нужна», «программам не нужны такие ресурсы», «текущих ресурсов и так для всего хватает», «будущее за видеокартами».
Я сделал отступление, чтобы написать для чего это нужно. Потом развил отступление. А потом взял и написал пост, почему я считаю, зачем нужны и полезны гигабайты и много-много ядер.
«Потенциальный мировой рынок копировальных аппаратов вместит не более 5000 единиц», — От IBM основателям компании Xerox, 1959.
Ресурсоемкие приложения, потребляющие гигабайты памяти и несколько ядер, скоро не будут таковыми. Через несколько лет они станут типовыми программами с типовыми запросами. Это просто произойдет, и по этому поводу совершенно не стоит переживать или обвинять кого-то в неэффективном использовании ресурсов.
Вот уже становятся доступны 32-гигабайтные планки памяти, а Сергей Вильянов пишет заметки о многоядерных процессорах в духе "Последнее предупреждение". И это хорошо! Постепенная эволюция последних лет в сфере hardware может дать возможность совершать революции в сфере software. Появляется возможность существенно улучшить возможности и удобство программ.
Я работал на компьютере Апогей БК01 (и мне не 50 лет! :-) в текстовом редакторе, который занимал 2 килобайта памяти. Сейчас я пишу этот текст в Microsoft Word, который съел около 30 мегабайт. При чем идеологически ничего не изменилось. И там, и там я набирал текст, удалял символы, пользовался поиском, мог сохранить результат. Однако удобство, которое я получаю от функциональности Word и его дизайна несопоставимы с тем редактором. И мне совершенно понятно, куда уходят эти мегабайты и я чувствую что затраты памяти совершенно оправданы, получаемым в замен удобством.
Американцам может и нужен телефон, а нам — нет. У нас достаточно мальчиков-посыльных. — Сэр Уильям Прис, главный инженер Управления почт, 1878.
Отличия Word от редактора текстов на Апогей БК01 можно назвать революцией. Революцией потому, что Word может начать использовать новичок. Редактором на Апогей БК01 мог пользоваться только Энтузиаст с большой буквы. Революция простоты использования стала возможной благодаря выросшей на несколько порядков вычислительной мощности. И есть надежда, что возможны новые революции упрощения.
Раньше я не мог представить, зачем текстовому редактору быть графическим, и тем более зачем нужен не текстовый редактор, а то что сейчас представляет из себя Word. Соответственно не мог представить, как программа может использовать больше мегабайта памяти. Сейчас я не могу представить, зачем будущему аналогу Word может понадобиться терабайта оперативной памяти и сотни ядер. Но уверен, что такое будет и это будет удобно. Доступность таких ресурсов откроет возможности, которых сейчас мы просто не видим и не рассматриваем.
В редакторах может появиться искусственный интеллект, который будет помогать человеку творить, завершая начатые мысли или динамически подстраивать интерфейс под особенности пользователя, угадывать желания. Уже сейчас есть программные комплексы, управление которыми требует высокой квалификации, что приводит к тому, что такие системы используются только на несколько процентов. Я знаю, что уже есть попытки внедрения алгоритмов искусственного интеллекта в интерфейс пакетов по обработки данных сейсморазведки, поскольку работа с такими пакетами крайне сложна.
Мои знания по сейсморазведки равны нулю, так что примером тому может быть все тот же Word. Задачей искусственного интеллекта станет угадывание желаний пользователя и помощь в автоматизации этих операций. В самом простом виде я могу представить это так. Пусть новичок ищет в тексте ряд ключевых слов и выделяет их жирным шрифтом или скажем делает ссылкой. Конечно, в начале он может прочитать толстенное руководство и написать макрос. Но скажите честно, кто из вас начинал знакомство с Photoshop, Word, Internet Explorer с чтения руководства, а не с запуска программы? Сейчас мы изучаем возможности программ постепенно, уже работая в них. И будет крайне приятно, если искусственный интеллект, уловив закономерность наших действий предложит как их упростить. Пусть он поможет пользователю выполнить все замены автоматически или покажет ему, как воспользоваться макросом и как его написать.
«Телевидение не продержится на рынке и шести месяцев. Людям вскоре надоест пялиться каждую ночь в фанерную коробку», — Дэррил Занук, кинопродюсер 20th Century Fox, 1946.
В начале интерфейсы со встроенным искусственным интеллектом будут несовершенны, скорее даже ужасны и пользователи как всегда будут злиться на них. :) По аналогии можно привести графический интерфейс пришедший на смену командной строке, который также весьма критиковался. Описанный путь развития интерфейса на мой взгляд неизбежен, так как программы обзаводятся все новой функциональностью, которой практически никто кроме специалистов не пользуется.
Сколько необходимо ресурсов для построения подобных систем сказать сложно. Но любые алгоритмы из сферы искусственного интеллекта весьма ресурсоемки и те возможности которые получаются современные персональные компьютеры все еще весьма скромны для таких задач.
Другим направлением использования новых аппаратных возможностей станет большая реалистичность. Сейчас различные физические процессы в играх все-таки больше «рисуются», чем считаются. Другими словами в играх может быть начато использование численного моделирования физических процессов, которое сейчас реализуется в специализированных численных пакетах, рассчитывающих движение жидкости, газов и так далее. Все это даст новый уровень реалистичности. А подобная реалистичность достигается как раз за счет работы огромного количества процессоров, обрабатываемых параллельно разные участки пространства. При этом каждый участок пространства требует существенного объема памяти для хранения информации и распределении в нем газов, температуры, давления и других характеристик, требующихся для моделирования физического процесса. При этом, чем больше памяти и ядер, тем точнее будут вычисления и объем пространства в которых они будут производится. Алгоритмы точного моделирования физики в виртуальном мире — практически неограниченный потребитель ресурсов.
Уверен, что можно привести массу других примеров, где наличие большого объема памяти и количества ядер остается узким местом. И где их увеличение позволит делать совершенное новы вещи на компьютерах стоящих у нас на столах.
P.S.
Обязательно спросят — «При чем здесь Intel?» :) Заранее отвечу. Разработки Intel (как аппаратные, так и инструменты для разработчиков) приближают будущее программ, которым тесны рамки современных аппаратных решений!
«Я объездил всю страну вдоль и поперёк, разговаривал с величайшими специалистами, поэтому могу вас уверить, что прихоть под названием обработка информации — кратковременное явление, которое не продлится и года», — редактор колонки о бизнес-литературе в Prentice Hall, 1957.
Параллельность это новая эпоха и не стоит ждать, что через пару лет опять будут одноядерные процессоры, но уже с частотой 20 гигагерц. Берите Intel Parallel Studio и в путь. Тем более, что открываются горизонты для новых инновационных идей в области ресурсоемких вычислений и новые сегменты рынка. Желаю успехов.
