prima legge di moore

LE LEGGI
DELL’ 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” DI
UN PROCESSORE
Hertz (un ciclo di macchina al secondo)
Kilohertz
Megahertz
Gigahertz
?
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, Celeron
Amd: 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: Itanium
Amd: Opteron serie 800, Athlon 64
Ibm: 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 la
capacità 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 quadruplicata
Collega 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 1995
Word: da 27.000 linee di codice nel 1982 a 2.000.000 nel
2002
La 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) MISURA
Kilobytes
103
1 libro
Megabytes
10
6
1 foto
Gigabytes
109
Terabytes
1012
Petabytes
1015
1 film
Tutti i libri (in parole)
Internet oggi
Tutti i libri (multimediali)
Exabytes
1018
Zettabytes
1021
24
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 2003
I 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”