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.

ballda писал(а):

Лет 15 назад это читал, если не больше. После чего появились core2duo с частотой ниже чем pentium4 при этом более производительные. И уже лет 15 (а то и 20) частота процессоров топчется в пределах 2-4ггц что не мешает увеличивать производительность

Дальнейшему повышению частоты мешают размеры плат и скорость света (движения электронов). Это ограничение уже вынуждает запихивать в процессор контроллеры памяти, графику, мосты. Что для систем с низкими частотами было не свойственно.

Добавлено спустя 6 минут 44 секунды:

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.

Не имею ничего против того, чтобы машины писали код для машин (машина должна работать, а человек - думать ©). Я и сам посвятил этому немало времени и сил.

Но если человек вообще будет убран из этого процесса, то его вскоре уберут и из всех остальных процессов. За ненадобностью. И совсем не обязательно это будет сопровождаться агрессией, как в Терминаторах. Наоборот, это будет продиктовано заботой или что-то вроде того. Чтоб создатель машин не перетруждался, не уставал и не подвергал себя опасностям, о нем позаботятся. Например, если снаружи бушует эпидемия, очевидно, что умный дом просто не позволит ему выйти наружу, потому что там слишком опасно.

Sinarh писал(а):

rayxen писал(а):

Вспомните mario на денди 256 миров и даже больше размер меньше метра, а сейчас качал резик второй чуть больше 25 гигов куда столько

Зачем сравнили то?
Всегда люди покупали глазами. Плюс отражения прописанные, плюс пухлость кода современных механизмов его создания.
Ассемблер, гордо и тихо, плачет в стороне...

Можно и на ассеблере писать игры. Вопрос, что к моменту сдачи игра морально устареет и цена игры будет намного дороже.

Sinarh писал(а):

На борт дрон это, даже если и будет алгоритм "ИИ типа", всё равно это не сможет взять.
И что тогда?
Дистанционно, это тупик, в целом тупик.

А что там за тупик?

У меня дрон примерно размером с мобильник. Если снять винты. С винтами - чуть больше.

Если ему махнуть рукой вверх, он взлетает. Махнуть вниз - снижается. Если идти, он летит за тобой, облетая и огибая все препятствия. Если ему сложить руки "коробочкой", он включает видеокамеру. Если показать "виктори" пальцами, то делает фото. Если рядом стоят несколько людей, и показывают "виктори", он ждет пока все они покажут, и только после этого снимает. Если помахать ладонью над собой, он начнет облетать по кругу, уворачиваясь от деревьев и препятствий.

Это еще не ИИ?

Добавлено спустя 5 минут 39 секунд:

trida писал(а):

Тут явно происходит путаница в специализации инженеров-программистов и в непонимании
всех процессов разработки программного обеспечения.

Тут явно происходит путанница на гораздо более глубоком уровне. Когда человек сидит за компьютером, созданном электронщиками и программистами. Подключкнному к роутеру, созданному электронщиками и программистами. В сети Интернет, созданной электронщиками и программистами. В броузере, созданном программистами. Работающем в операционной системе, созданной программистами.

... 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?

Добавлено спустя 4 минуты 47 секунд:

Mitradis писал(а):

Хорошо написали, в какой-то степени прям крик души. На счет ИИ - это большое заблуждение. Ерунда это все и сможет написать такую же ерунду как и оно само, только в тысячу раз "тяжелее" и тупее, опять же по законам систем.

ИИ создан по тем же принципам, что и человек. Мы созданы миллиардами триллионов попыток, ошибок, исправлений и их учета и обучений. Точно так же как и люди, он будет тупить, но по мере своей эволюции, становиться умнее и точнее. Но в отличии от расы людей, эволюция ИИ будет происходить гораздо-гораздо быстрее.

Kolibri MenuetOS

bubasa писал(а):

......понимание ассемблера непостильно для современных программистов, они могут выставлять в свои сорцы, куски подпрограмм на асме сделанных другими, ....

Картина ясна. Остается один вопрос, который логически выпадает.
Кто же это все-таки другие, которые пишут куски подпрограмм на асме, которые программисты вставляют в свои сырцы, которые сплошь состоят из костылей? Может не другие, а чужие. Или еще как..

aforte писал(а):

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

она и сейчас есть на их сайте

uriy_morozov писал(а):

aforte писал(а):

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

она и сейчас есть на их сайте

Круто! Но есть еще Windows 93 - та вообще загружается прям в браузер

P060T писал(а):

поворчу по-стариковски... в 199х на Спектруме в 41кБ умещалась целая вселенная ELITE c тысячью планет, а сейчас десятки Гигабайт и не понятно чего... О нет

Почему не понятно? 10-ки гигабайт всяких прослоек и абстракций, дабы это г-но можно было запустить на любом калькуляторе, а не только на каком-то одном процессоре определенной модели.

"есть даже легенда, что многие годы спустя он мог процитировать всю программу по памяти."
что в этом легендарного ? 16 кб ? я помню мегабайты кода которые вылизывал годами.

не согласен со статьей. по мне так быстродействие пк хватает с огромным избытком для 99 % задач. что дома что в офисе. даже 10 летней давности пк легко справляются.

только игры требуют все больше и больше ресурсов. да и то в ААА проектах.

lexa1980 писал(а):

"есть даже легенда, что многие годы спустя он мог процитировать всю программу по памяти."
что в этом легендарного ? 16 кб ? я помню мегабайты кода которые вылизывал годами.

Легендарное в этом то, что он не мог процитировать по памяти программу, которую писал не он.

Проблема не в разленившихся программистах, а в оплате за скорость разработки, зоопарке библиотек и требованиям к универсальности. Как пример, я программист 1С, но вполне в состоянии написать бухгалтерский отчет на ассемблере. Но на это я потрачу месяц времени, и это еще при наличии вменяемых библиотек СУБД. Кто за это заплатит? А кто заплатит за дальнейшую модификацию отчета уже другому программисту, который в этом асме разбираться будет? Да и черт с ними, с деньгами. Кто ждать станет?
Помимо этого всем юзерам нужны фильтры, отборы, варианты настроек и т.д. Т.е. окружение, которое стандартно реализуется средствами 1С. А еще пользователи хотят, чтобы этот отчет работал и на маке, и под виндой и под древним андроидом. На текущий момент гораздо выгодней поставить неоптимальную и глючную 1С (и выгодней, в конечном счете, даже учитывая стоимость железа), чем писать огромные портянки ассемблера для каждого отчета с разрозненными интерфейсами. А если учесть, что таких отчетов может быть тысяча, то и по размеру они могут быть меньше, чем, например, написанные на С.
P.s. Никто просто не замечает, что платит за скорость и универсальность. А требовать - требуют.
P.p.s. А по поводу программистов - порог вхождения в профессию сильно уменьшился. Раньше обдумывали, например, оптимальное построение B-дерева, оценивали сложность алгоритма, прежде, чем писать на реальном языке. Раньше программист прежде всего должен был быть математиком. А сейчас то же самое напишут на дельфи или в 1С сортировкой пузырьком. Но это не причина, хорошие программисты есть и сейчас, и в среде 1С-ников. Причины я перечислил выше - это скорость (даже не стоимость) разработки и универсальность.

Как обычно, в статье описан вариант будущего, который никогда не реализуется. Уж в чём человек силён - так это в ошибочности разного рода предсказаний.

Стандартный путь развития вычислительной индустрии это цепь периодических кризисов.
Упремся в физический предел - преодолеем кризис и пойдем дальше.

vansanyich писал(а):

Однажды мы придумаем самый совершенный в мире код, и это окажутся самые примитивные в мире мозги.

Совершенный код? :задумался:

это что такое?! :мегашок:

То, что программисты будут "ленивее" а программы толще, я предполагал еще 20, а может и больше, лет назад. Примерно, когда со Спектрума перелез на РС )))
А ELITE не повторима, графику правда додумывать надо было. Но были же игры и на калькуляторах)))