Мы приближаемся к пределу вычислительных мощностей – нам нужны новые программисты

Все сильнее ускорявшиеся процессоры привели к появлению раздутого софта, но физические ограничения могут заставить нас вернуться к более скромному варианту кода, которым мы пользовались в прошлом

Давно, ещё в 1960-х, Гордон Мур, один из основателей компании Intel, заметил, что количество транзисторов, которые можно уместить на кремниевом чипе, удваивается примерно каждые два года. Поскольку количество транзисторов связано с вычислительной мощностью, это означало, что, по сути, вычислительная мощность удваивается каждые два года. Так родился закон Мура, обеспечивший для работающих в компьютерной индустрии людей – по крайней мере, для тех, кому ещё нет сорока – такую же надёжную основу, какую ньютоновские законы движения обеспечили для инженеров-механиков.

Но у него, однако, есть одно отличие. Закон Мура – это всё же просто эмпирическая корреляция, за которой наблюдали в определённый период времени, и мы, наконец, подходим к пределу её применимости. В 2010 году сам же Мур предсказал, что законы физики остановят это экспоненциальное увеличение. «Что касается размеров транзисторов, — сказал он, — видно, что мы приближаемся уже к размеру атомов, представляющих собой фундаментальный барьер, однако до этого момента ещё сменится два-три поколения – однако дальше предсказывать развитие событий мы не в состоянии. У нас есть ещё 10-20 лет до того, как мы дойдём до фундаментального предела».

И вот мы дошли до 2020 года, и идея о том, что у нас всегда будет достаточно мощное вычислительное оборудование, подходящее для всё расширяющихся потребностей, начинает казаться слишком самоуверенной. И поскольку для тех, кто занимается этим бизнесом, это было очевидно уже несколько десятилетий, было проведено множество исследований, касающихся хитроумных способов запихивания в машины всё больших вычислительных мощностей, к примеру, многоядерные архитектуры, в которых у CPU есть два или более отдельных вычислительных модулей, или «ядер». Всё это делалось в надежде отложить тот ужасный день, когда у кремниевых чипов закончится место для манёвра (к примеру, новый Apple Mac Pro работает на 28-ядерном процессоре Intel Xeon). И, естественно, бешеными темпами развиваются исследования квантовых компьютеров, что, в принципе, может стать эпохальным прорывом.

Но для вычисления требуется комбинация из железа и ПО, и одно из предсказуемых последствий закона Мура заключалось в том, что он сделал программистов ленивыми. Написание ПО – это сложное ремесло, и некоторым оно даётся лучше, чем другим. Они пишут более элегантный, и, что важнее, более проворный код, который и исполняется быстрее. В ранние дни, когда железо было относительно примитивным, мастерство программиста имело большое значение. К примеру, когда Билл Гейтс был ещё пацанёнком, он написал интерпретатор BASIC для одного из самых первых микрокомпьютеров TRS-80. Поскольку у машины была крохотная по размеру ROM, Гейтсу пришлось уложить всю программу в 16 Кб. Он писал её на ассемблере, чтобы увеличить эффективность и сэкономить место; есть даже легенда, что многие годы спустя он мог процитировать всю программу по памяти.

И в ранних годах вычислительных систем можно найти тысячи подобных историй. Но с воцарением закона Мура необходимость в экономном, бережливом коде постепенно исчезала, и мотивация изменялась. Программирование превратилось в промышленную дисциплину для «инженеров ПО». Создание таких популярных программных экосистем, как операционные системы и коммерческие программы, требовало участия больших команд разработчиков; на этом основании выросла бюрократия из менеджеров проектов и исполнительных директоров. Крупные программные проекты превратились в марши смерти, которые ярче всего описал Фред Брукс в своей знаменитой книге "Мифический человеко-месяц", опубликованной в 1975 году, и с тех пор всё время переиздающейся по весьма уважительной причине – она до сих пор актуальна. А в процессе всего этого ПО раздувалось и становилось неэффективным.

Но это не имело значения, ведь железо всегда выдавало новые вычислительные мощности, скрывавшие проблему раздутого программного обеспечения, или bloatware. Добросовестных программистов это часто бесило. «Единственным следствием появления мощного железа, которое я наблюдаю, — писал один из них, — является то, что программисты пишут на нём программы, раздувающиеся всё сильнее и сильнее. Они становятся ленивее, и поскольку железо достаточно быстрое, они не пытаются изучать алгоритмы или оптимизировать код. Это безумие!»

Так и есть. В лекции 1997 года Натан Мирволд, бывший однажды главным инженером у Билла Гейтса, вывел свои четыре закона программного обеспечения:

ПО – как газ, оно расширяется, чтобы заполнить всю ёмкость.
ПО растёт, пока не достигнет пределов, заданных законом Мура.
Рост ПО делает возможным закон Мура – люди покупают новое железо, поскольку того требует ПО.
ПО ограничено только человеческими амбициями и ожиданиями.

В то время, когда власть закона Мура подходит к концу, из законов Мирволда следует, что у нас есть только два варианта. Либо мы приструним свои амбиции, либо мы вернёмся к написанию более экономного и эффективного кода. Иначе говоря, назад в будущее.

в прошлом веке на советских контроллерах каждый бит нёс информацию - физ.память была мизер
сейчас dword32 или dword64 - используют один бит

aforte писал(а):

помню, была оська "колибри". 1,42мб весила. и ведь работала!

Она и сейчас есть: Kolibri2017.
А ещё есть и MenuetOS 0.98.99 x86-x64 (1 FDD)...

Просмотр доступен только для зарегистрированных пользователей

https://www.youtube.com/watch?v=voSaJlY7144

hj2 писал(а):

У нас есть третий вариант - самый лучший. Мы создадим Искусственный Интеллект (ну или хотя бы что-то похожее), который будет писать софт за нас. Он будет делать "идеальный" код. Программирование это язык общения между человеком и машиной. Пора человека из этого уравнения убрать. Машины должны писать команды для машин... дожить бы только до этого времени.

А не боитесь, что так и получится?

Майкл Крайтон. Конго. Машинка 64кБ поддерживала охранную систему с видеонаблюдением, отсылала эту и другую информацию через спутник на обработку (т.е. алгоритмы сжатия, цифровая видеотелефония там же).

В 1999-м году один знакомый программер, талантище, написал программульку. Один исполняемый файл. Не знаю, на каком языке и как он умудрился это сделать, но в том файле хранились ВСЕ телефонные номера организаций и граждан, все адреса, время работы и прочее-прочее вплоть до номеров автомобилей и маршрутов городского транспорта. Полумиллионный город! Главное: файл весил 1,3 мегабайта! Аккурат на дискетку.

Вспомнил. С ассемблером связано.

msv71 писал(а):

В 1999-м году один знакомый программер, талантище, написал программульку. Один исполняемый файл. Не знаю, на каком языке и как он умудрился это сделать, но в том файле хранились ВСЕ телефонные номера организаций и граждан, все адреса, время работы и прочее-прочее вплоть до номеров автомобилей и маршрутов городского транспорта. Полумиллионный город! Главное: файл весил 1,3 мегабайта! Аккурат на дискетку.

надеюсь всякие грязные языки и фреймворки вымрут и все вернется к старым добрым C, ну может еще Java, но всяких питонов и т.д. не будет.

Современный софт это что-то с чем-то.
Пример 1 Ставил другу офис на нетбук Intel Atom 2 Гб памяти, короче, стандартный нетбук 2011-2012г. Сначала 2019 офис - Word открывается минут 5, текст набирается с задержкой 2-3 сек. символ. Снес, поставил 2016. Почти то же самое. Снес, поставил 2013. Лучше, но все равно это не работа. В оконцовке пошел только 2010. Это же текстовый редактор, а не CAD - система, разницы по функциям 2010 и 2019 почти нет, вот что не пойму, откуда такие аппетиты к железу?
Пример 2. Что-то перемкнуло у меня и решил в дополнение к вегасу освоить Adobe Premiere. Комп не топовый, но вполне себе. Запустил последнюю версию и что вижу? А вижу я системное сообщение о нехватке оперативной памяти. Еще никакое видео не загружал в программу, просто открыл ее окно. Памяти установлено 12Гб. Открыл диспечер задач. Программа без работы жрет 1,6 Гб. Для сравнения, столько же кушает тяжелая игра Mass Effect Andromeda, только при работе, а премьер в покое. На этом освоение программы у меня закончилось.
И так буквально все популярные программы: Corel, Photoshop, ASDsee и др. Функционала прибавляется на 3 копейки, а требований на 3 рубля.

madload2 писал(а):

надеюсь всякие грязные языки и фреймворки вымрут и все вернется к старым добрым C, ну может еще Java, но всяких питонов и т.д. не будет.

Ну почему Пит уже грязный?
С таким успехом всё кроме Ассемблера - ад и погибель.

necromant-76 писал(а):

Современный софт это что-то с чем-то.
Пример 1 Ставил другу офис на нетбук Intel Atom 2 Гб памяти, короче, стандартный нетбук 2011-2012г. Сначала 2019 офис - Word открывается минут 5, текст набирается с задержкой 2-3 сек. символ. Снес, поставил 2016. Почти то же самое. Снес, поставил 2013. Лучше, но все равно это не работа. В оконцовке пошел только 2010. Это же текстовый редактор, а не CAD - система, разницы по функциям 2010 и 2019 почти нет, вот что не пойму, откуда такие аппетиты к железу?
Пример 2. Что-то перемкнуло у меня и решил в дополнение к вегасу освоить Adobe Premiere. Комп не топовый, но вполне себе.

Практически аналогичный случай. Нужно было слегка заняться видео, стал пробовать Adobe Premiere, не пошло, тормоза ужасные. Взял Вегас, причем новее, и проблем никаких. Могут делать, но создается впечатление, что производители ПО и железа в сговоре.

SP200s писал(а):

в прошлом веке на советских контроллерах каждый бит нёс информацию - физ.память была мизер
сейчас dword32 или dword64 - используют один бит

А в нынешнем веке такая возможность реализована аппаратно.

Потому что память подешевела раз в 1000, а работать эффективнее с байтами и словами, а не битами. В частности, чтобы изменить один бит, сначала придется прочитать целиком весь байт или слово. А чтобы изменить один байт - его можно просто записать без предварительного чтения.

Про чудеса "ИГРЫ" на советских калькуляторах
http://lordbss.narod.ru/pmk_story.html
Помню в НиЖ была рубрика где показали правильный код программы работающий чисто в стэке для МК 61 без использования регистров памяти. После все свои программы для калькулятора вылизывал чтобы меньше занимали места и работали быстро.
По железу для компа в советские времена были вычислительные машины с троичной логикой .

nikki68 писал(а):

... и жалуется, что ленивые программисты ничего не делают. Наверно в этот момент хорошо бы показать свой послужной списко и перечислить все, чего он добился в отличии от программистов, не?

Перегибать то же не следует. Что бы судить о яичнице, не обязательно быть поваром. Так же не обязательно нести яйца. И хотя яичница проще, нежели программы, но все таки оставь пользователям право на мнение.