LE LEGGI DELL INNOVAZIONE TECNOLOGICA (ovvero i ritmi) processori memorie (centrali) comunicazioni...

LE LEGGIDELL’ INNOVAZIONE

TECNOLOGICA(ovvero i “ritmi”)

• processori• memorie (centrali)• comunicazioni• valore delle reti• processori – sistemi operativi• internet• information appliance

PRIMA LEGGE DI MOORE“Le prestazioni dei microprocessori raddoppiano ogni 18 mesi”

mips = 1 milione di istruzioni al secondo(bips = 1 miliardo di istruzioni al secondo)

MISURA DELLA “POTENZA” MISURA DELLA “POTENZA” DI UN PROCESSOREDI UN PROCESSORE

Hertz (un ciclo di macchina al secondo)KilohertzMegahertzGigahertz?

Un processore a 1 Megahertz ha 1 Mips di potenza?

Il mercato dei microprocessori

a 32 bits (2,4 – 2,8 – 3,2 GHz)Intel: Pentium, Xeon, CeleronAmd: Athlon Xp, Sempron(Via Technology) (Cyrix)

a 64 bits (2,1 GHz e oltre tenendo presente che in questi casi si definiscono differenti unità di misura)

Intel: ItaniumAmd: Opteron serie 800, Athlon 64Ibm: Power PC modello G5

Tecnologia MOS

I transistor di tipo MOS (abbreviazione di MOSFET, Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) funzionano in base all’opportuna giustapposizione di elementi semiconduttori, conduttori ed isolanti.

Le caratteristiche degli elementi semiconduttori (tipicamente, silicio) vengono alterate grazie al loro “drogaggio” cioè all’iniezione di “impurità” con caratteristiche elettriche opportune.

Nuove tecnologie per microprocessori

Nanotecnologie

– nanotubi in carbonio

calcolatore biologico

calcolatore quantistico

spintronica

SECONDA LEGGE DI MOORE

“L’investimento necessario per sviluppare una nuova tecnologia di microprocessori cresce in maniera esponenziale con il tempo”

LEGGE DI CRESCITA DELLE DRAM

(Direct Random Access Memory)“L’industria delle DRAM ha quadruplicato

lacapacità di un chip di DRAM ogni 3 anni”

CONFRONTO PROCESSORI/MEMORIA

LA LEGGE DI HERBERT GROSCH (1950)

La stessa operazione su un sistema informatico sarà effettuata a costi dimezzati se sarà eseguita a velocità quadruplicataCollega la performance delle applicazioni alla velocità del computer

Fu formulata per i mainframe, ma vale anche oggi con le nuove architetture informatiche.

 Combinandola con la legge di Moore si può quindi affermare che in tre anni il costo di un processo computerizzato di elaborazione delle informazioni si riduce a metà

COMPLESSITA’ DEL SOFTWARE

Basic: da 4000 linee di codice nel 1975 a 500.000 nel 1995Word: da 27.000 linee di codice nel 1982 a 2.000.000 nel 2002La dimensione e la complessità del software crescono più rapidamente della legge di Moore.Per questo esiste un mercato per i processori più veloci: gli utenti del software hanno sempre consumato la nuova capacità a una velocità uguale o superiore a quella con cui i produttori di chip la mettevano a disposizione.

LE “CODE” DELLA LEGGE DI MOORE

Poiché i processori d’avanguardia aumentano di potenza a parità di prezzo, i processori della generazione precedente (la cui potenza rimane fissa) calano di prezzo.

Nel 2008 i chip Pentium II e Power PC costeranno circa 75 centesimi (Karlgard).

Sarà allora conveniente utilizzare questi chip negli elettrodomestici, negli autoveicoli e in tutte le applicazioni ad ampia diffusione.

LEGGE DI GILDER“La banda trasmissiva triplicherà ogni anno per i prossimi 25 anni”

• E’ il numero di bit che possono essere trasmessi in un secondo attraverso un dato canale: si misurava in baud (da Emilio Baudot, il “Morse” del telex), oggi in bit al secondo (o meglio Kilobits/s, Megabits/s, Gigabits/s)

• Esistono canali a banda stretta (es. doppino telefonica) altri a banda larga (fibra ottica, sistemi wireless e sistemi satellitari) altri intermedi (cavo coassiale9

• La fibra ottica ha una capacità che possiamo ritenere infinita, non così le trasmissioni via etere.

LO SCAMBIO NEGROPONTE

“Le informazioni che viaggiano sulla terra in futuro viaggeranno nell’etere e viceversa”.

Soprattutto bisogna riservare l’etere per comunicare con cose che si muovono e che non possono “essere tenute al guinzaglio” (aerei, navi, automobili, valigie, ecc.) Anche le persone?(B. Gilder: Telecosmo - come le lunghezze d’onda rivoluzioneranno il nostro mondo)

LA CONSEGUENZA

• Già oggi la singola fibra ottica può trasportare più dati al secondo di quanti ne può generare la più veloce CPU oggi disponibile.

• La crescita esponenziale delle capacità della rete influirà sul costo di trasporto delle informazioni in modo da farlo tendere a zero.

• Non più vendita di programmi, ma erogazione di programmi e servizi via Internet.

LEGGE DI METCALFE(uno dei pionieri della tecnologia Ethernet)

“IL VALORE ECONOMICO DI UNA RETE AUMENTA CON IL QUADRATO DEL NUMERO DEI SUOI UTILIZZATORI”

CICLO WINTEL

La maggior potenza di ogni generazione di chip Intel viene assorbita da una nuova generazione di applicazioni basate su Windows, dando origine a una rinnovata domanda di chip ancora più potenti, necessari per far girare nuovi software a loro volta ancora più esigenti in termini di potenza

BRAND 1995

“Abbiamo aumentato la dimensione e la complessità del Software ancor più rapidamente di quanto prevedeva la legge di Moore.

E’ proprio per questo che esiste un mercato per i processori più veloci; gli utenti del Software hanno sempre consumato la nuova capacità a una velocità uguale o superiore a quella con cui i produttori di chip la mettevano a disposizione”

“RIVOLUZIONE” di GILDER

L’ampiezza di banda sarà talmente grande che si rivoluzionerà l’approccio corrente alle comunicazioni in cui i messaggi vengono trasferiti da un nodo all’altro della rete. In futuro potrebbero essere trasmessi a tutto il mondo e poi rilevati dai singoli destinatari.

I network passerebbero da “intelligenti” nel routing dei messaggi e “stupidi” nella loro rilevazione a “intelligenti” nella rilevazione e “stupidi” nel routing.

LEGGE DI CRESCITA DELLE PAGINE

DI INTERNET

“Raddoppiano ogni 6 mesi”

LA (S) MISURAKilobytes 103

1 libroMegabytes 10 6

1 fotoGigabytes 109

1 filmTerabytes 1012 Tutti i libri (in parole)

Petabytes 1015 Internet oggi

Tutti i libri (multimediali)Exabytes 1018

Zettabytes 1021

Yottabytes 1024

INFORMATION APPLIANCE

Dispositivi che trasformano “prodotti” in “servizi” fornendo applicazioni personalizzate. Ad esempio:– Auto che comunica al suo garage le sue

condizioni– Elettrodomestico che tiene informato il suo

produttore durante il periodo di garanzia– Telefonino o palmare che mi dice dove si trova

la farmacia più vicina a me (here) e quando arriverà il prossimo autobus (now)

INFORMATION APPLIANCE (CONT.1)

Caratteristiche:- Ubiquitous computing (“ovunque”)- Pervasive computing (“dappertutto”)- Spesso dotati di GPS- IP communicators (wireless e wired)

INFORMATION APPLIANCE (CONT. 2)

Installato mondiale nel 2003I valori sono espressi in milioni di apparati

Source: Kevin Kelly, New Rules for the New Economy 1998

RFID

identificazione automatica a radiofrequenza

“etichette intelligenti”

è un ricetrasmettitore che invia un segnale radio in risposta a un comando ricevuto

RFID (cont. 1)

nato durante la seconda guerra mondiale per distinguere gli aerei amici degli aerei nemici

utilizzato ad esempio nella metropolitana di Tokio, alla maratona di Chicago, ai prodotti Benetton e Merloni, ecc.

c’è un intero centro di ricerca al prestigioso MIT di Boston (“the internet of the things”)

LE PREVISIONI DI KURZWEIL

“Nel 2009 un PC da 1000 dollari avrà un milione di MIPS”.“Nel 2019 20 miliardi di MIPS”