Большинство из нас связывает развитие информационных технологий с цифровой революцией. Появление микропроцессоров, конечно, вывело электронику на принципиально новый уровень. Уже гонки за обладание самым мощным суперкомьютером потеряли свой научный шарм — терафлопсы прямо зависят от количества денег и свободного места. Докупай серверов и увеличивай вычислительную емкость.

Еще со времен университета меня преследует мысль, которую мне хотелось бы закинуть на обсуждение хабрасообществу.

До цифровой эпохи развивалось направление аналоговых компьютеров.

Компьютер, но не электрический.
Гидроинтегратор — гидравлический вычислитель:



Вода, перетекающая из одной стеклянной трубки в другую, позволяла решать дифференциальные уравнения с частными производными.

Статья из блога Кена Ширрифа из Музея компьютерной истории

Мы восстанавливаем винтажный (1969 года, судя по маркировке чипов) компьютер, недавно найденный одним из наших сотрудников. Аналоговые компьютеры когда-то были популярны для быстрых научных расчётов, но практически вымерли в 1970-х. Интересны они совершенно отличной от цифровых компьютеров парадигмой. В данной записи я сфокусируюсь на операционных усилителях (ОУ), использовавшихся в этом аналоговом компьютере, Model 240 от Simulators Inc.


Аналоговый компьютер Model 240 от Simulators Inc. – «высокоточный настольный аналоговый компьютер общего назначения», содержащий до 24 ОУ (в данной модели их 20).

Advanced Gun System (слева) создана как замена 16-дюймовых орудий линкоров (справа). Если не считать управляемых по GPS снарядов, цифровые технологи системы управления огнём AGS выполняют ту же задачу, что Rangekeeper Mark 8 линкора «Айова», только обладают меньшим весом и работают с ними меньше людей.

Новейший эскадренный миноносец типа «Замволт» (Zumwalt), в данный момент проходящий приёмо-сдаточные испытания, имеет на борту новый тип корабельной артиллерии: Advanced Gun System (AGS). Автоматизированная AGS способна выстреливать до 10 снарядов высокой точности с ракетным ускорением в минуту по целям на дальности в 100 миль.

Эти снаряды используют GPS и инерциальную систему наведения для повышения точности орудия до окружности возможной погрешности в 50 метров (164 футов). Это означает, что половина этих управляемых GPS снарядов упадёт в пределах этого расстояния до цели. Но если убрать навороченные снаряды с GPS, то AGS и её цифровая система управления огнём станут не более точными, чем механическая аналоговая технология, которой уже почти исполнился целый век.

Я имею в виду такие электромеханические аналоговые компьютеры управления огнём, как Ford Instruments Mark 1A Fire Control Computer и Mark 8 Rangekeeper. Эти машины могли непрерывно и в реальном времени выполнять расчёты с 20 и более переменными ещё задолго до того, как цифровые компьютеры проложили себе дорогу в море. Когда я служил на борту линкора «Айова» в конце 1980-х, они по-прежнему ещё использовались.

Как в 1940-х годах можно было с большой скоростью записать выходные данные вашего трёхмиллионного аналогового компьютера, если результаты его работы видны только на аналоговых измерительных приборах? С этой проблемой столкнулась команда из технологического института Джорджии, ответственная за компьютер, на котором изучались свойства сетей электропередач переменного тока. Они придумали хитроумное решение – хакнуть панель управления и подключить к ней специальный стол для рисования.

В 1900 году водолаз Элиас Стадиатис, облачённый в медно-латунный шлем и брезентовый костюм, появился из моря, трясясь от страха и бормоча о «куче мёртвых голых людей». Элиас был одним из греческих водолазов с острова Сими в восточной части Средиземного моря, собиравших морские губки. Они спрятались от жестокой бури рядом с крошечным островом Антикитерой, расположенным между Критом и материковой Грецией. Когда буря утихла, они продолжили нырять за губками и случайно наткнулись на обломки кораблекрушения со множеством древнегреческих сокровищ, которые и до сих пор остаются самыми крупными из найденных подводных останков древнего мира. «Мёртвые голые люди» оказались мраморными статуями, раскиданными по морскому дну вместе со множеством других артефактов. Вскоре после этого их открытие стало причиной первых крупных подводных археологических раскопок в истории.

Один из объектов, обнаруженный на месте раскопок, кусок размером с крупный словарь, изначально оставался незамеченным на фоне более удивительных находок. Однако несколько месяцев спустя Национальный археологический музей в Афинах вскрыл глыбу, скрывавшую внутри себя бронзовые точные шестерни размером с монету. Согласно историческим знаниям начала 20-го века, подобные шестерни не могли появиться в Древней Греции, да и ни в какой иной точке мира, ещё многие века после кораблекрушения. Находка породила ожесточённые споры.

Первые компьютеры были аналоговыми и представляли собой массивные мейнфреймы, заполненные электронными лампами. Они были очень громоздкие, сложные в программировании, дорогие в обслуживании и ограниченные в точности. Позже интегральные микросхемы сделали вычисления более дешёвыми и надёжными. С 1970-х годов XX века аналоговая технология начала постепенно отмирать, поскольку точность аналоговой электроники всегда ограничивалась её компонентами. Независимо от того, в оборудовании использовались ли зубчатые колеса, вакуумные трубки или химическая плёнка: точность была ограничена производственными допусками и ухудшалась со временем.

Сегодня миром правят цифровые устройства. ПК, ноутбуки, смартфоны, электромобили, камеры наблюдения, устройства для умного дома и другая цифровая электроника формирует будущее. Никто не ожидает, что дисковые телефоны или арифмометры приползут из небытия. Дискеты, VHS-кассеты, электронно-лучевые трубки — покоятся с миром. Точно так же не используют старые аналоговые компьютеры в центрах обработки данных.

Но аналоговая технология может вернуться. Возвращение аналоговых компьютеров в гораздо более продвинутых формах, чем их исторические предки, радикально и навсегда может изменить мир вычислений. У компаний Кремниевой долины есть секретные проекты по созданию аналоговых чипов для ИИ. Компания Mythic разработала «первый аналоговый матричный процессор с искусственным интеллектом».