Rychlost a síť

Od 70. let sleduji počet tranzistorů vyráběných každým rokem... Je to opravdu efektní. Blížíme se k hranici 10 na 17 tranzistorů ročně...

Informační technologie v čele: Podle Moorova zákona z roku 1965 se počet tranzistorů v procesoru počítače zdvojnásobuje každých 18 měsíců. Je to s podivem, ale tento zákon už platí přes 30 let a zatím to nevypadá, že by se na něm mělo něco měnit. Od výše uvedeného Moorova výroku uběhly teprve dva roky, to ale znamená, že letos by už měly připadat na každého mravence více než tři tranzistory. Podotýkám, že se do tohoto čísla nezapočítávají tranzistory vyrobené v předešlých letech.
S rychlým vývojem integrovaných obvodů se samozřejmě vezou i celé počítače. Jen v málo oblastech lidského života je spotřebič morálně zastaralý pár týdnů po zakoupení. Protože spirála vývoje počítačů stoupá opravdu ďábelsky, začínají uživatelé pomalu ztrácet dech. Dnes už se některé firmy rozhodují, že budou vynechávat jednu generační vlnu procesorů a k nim přidruženého programového vybavení, protože náklady na přestavbu strojového parku a přezbrojení softwaru by byly příliš vysoké. Výrobci procesorů jsou však připraveni i na tento přístup. Postupná miniaturizace čipů a snižování jejich nároků na přísun energie umožňují křemíku dobývat dosud neobsazená bitevní pole. Jeho snem je situace, kdy bude procesorem vybaveno zcela vše, co funguje na elektřinu. To se může stát možná už v průběhu desetiletí. Již dnes lze koupit ledničku nebo mikrovlnnou troubu, které mají vlastní procesor. Jsou to sice teprve první vlaštovky, ukazují však směr, kterým se hodlají ubírat výrobci domácích spotřebičů neustále postrkování počítačovými giganty.
Co ale až budou procesory opravdu v každém elektrickém spotřebiči? Potom se asi začne procesory vybavovat i všechno, co dosud na elektřinu nefungovalo. Kromě pohovek, knih, cigaret či lahví třeba i lidé, zvířata nebo rostliny. Pak už může mít každý mravenec nejen pár tranzistorů, které jsou mu k ničemu, ale rovnou celý procesor. Nebo dokonce GPS (Globální polohovací systém) kombinovaný s vysílačkou. Nikdy už nezabloudí na cestě ke svému mraveništi.

Brzda pokroku začíná povolovat: Procesory a počítače jsou ovšem jen jednou ze součástí internetu. Neméně důležité je i jejich propojení. V tomto ohledu se ukazuje, že klasické telekomunikační společnosti prostě současné rychlosti vývoje nestačí. I když například v USA se situace podstatně zlepšuje, celosvětová kapacita komunikačních linek se prozatím zdvojnásobovala každých 50 let (pro počtáře: 33,3x pomaleji než kapacita procesorů).
Denně lze sledovat, jak včelí roje výrobců i uživatelů počítačů dorážejí na telekomunikační mastodonty ve snaze vymáčknout z nich, co se dá. Ti - po dlouhá desetiletí chráněni státními či územními monopoly - se ovšem stále ještě k věci staví poněkud zkostnatěle.
Počítačoví chytrolíni však i zde osvědčili svou invenci nesčetněkrát. Podívejme se třeba na obyčejný modem. Od prvních pradědečků, které ještě používaly sluchátko a mikrofon klasického telefonu při přenosové rychlosti několika set bitů za vteřinu, jsme dospěli k pištícím destičkám připojovaným přímo na drát, které jsou 70x rychlejší. To vše v průběhu nějakých 20 let a za použití stále stejných telefonních linek. Podobný pokrok lze sledovat i v oblasti lokálních sítí (LAN). Po principiálně stále stejných drátech je už dnes možno přenášet data rychlostí do 1 Gb/s, zatímco ještě před pár lety byla nejvyšší propustnost jen 10 Mb/s. Toho všeho bylo dosaženo zejména větší inteligencí síťových komponent, které jsou samozřejmě vybaveny vlastními procesory.
S tím, jak se výrobci informačních technologií postupně infiltrují do čistě komunikačních společností, rostou i tlaky na vyšší přenosovou kapacitu linek. Kdo platí z vlastní kapsy internet, ví, jak je rychlost přenosu důležitá. Dnes už ve Spojených státech uvažují o tom, jak dovést dostatečně propustnou datovou přípojku do každé domácnosti. Od modemů v kombinaci se současnými telefonními linkami už moc větší zázraky očekávat nelze. A ani digitální linky ISDN se nezdají být tím pravým řešením. V úvahu připadají satelitní, pozemní bezdrátové nebo světlovodné spoje, je jen otázkou, kdo je zaplatí a kdy se je vyplatí zavádět v masovém měřítku. Současné pilotní projekty zatím vyhlížejí - z pohledu domácnosti a jejího rozpočtu - jako příliš nákladné. Může se zdát, že družicové spoje nejsou až tak drahé, mají však dvě velké nevýhody - velmi vysoké vstupní náklady (umístění družice na oběžnou dráhu s perspektivou životnosti 10-12 let) a jednosměrné spojení. U bezdrátových spojů zase hrozí nebezpečí zahlcení volných frekvenčních pásem. Světlovody mají podobně vysoké pořizovací náklady jako spojové družice, pouze předpokládaná životnost je vyšší. Nic není jednoduché, ale můžeme si být jisti, že informační technologie si i tady nějakou schůdnou cestičku najdou.

Někdy stačí ke štěstí i málo: Ale skoncujme s nářky a pohleďme na místy už radostnou realitu. Vezměte si například prostou elektronickou poštu neboli e-mail. Když jsem před lety poprvé přičichl k internetu, byl web v plenkách a nejrozšířenější službou byl právě e-mail. Tehdy mi připadalo úžasné, že si můžu dopisovat s lidmi z celého světa a že se pomocí e-mailu dá nějaká záležitost vyřešit stokrát rychleji než klasickou poštou. E-mail je dokonce občas rychlejší (a v podstatě vždy levnější) než telefon. Zejména na větší vzdálenosti než několik kilometrů je to velmi efektivní způsob komunikace. I když příjemce zrovna řeší nějaký problém a nepřeje si být rušen, nebo když telefonuje s někým jiným, elektronický dopis trpělivě vyčkává v jeho schránce na vhodnou chvíli. Zejména v okruhu počítačových fanatiků existují multitaskující jedinci, kteří zvládnou současně programovat, telefonovat a vyřizovat e-maily. Nemusíte tedy zkoušet stále dokola volat a zjišťovat, kde kdo je a kdy přijde. Prostě mu pošlete e-mail a počkáte si na odpověď. Ta na sebe zpravidla nenechá dlouho čekat, protože k dobrému mravu patří, že na došlou poštu se odpovídá co nejrychleji, nejpozději do několika hodin. Omluvou může být jen dovolená nebo smrt.
Dalším zářným příkladem kombinace rychlosti a jednoduchosti je internetový komunikační systém ICQ, který dotáhl principy z e-mailu o pořádný kus dál. Umožňuje totiž okamžitou výměnu textů, webových odkazů a souborů, jakož i interaktivní textový rozhovor dvou účastníků (chat). Další z jeho funkcí je rejstřík známých, který se vám průběžně promítá na obrazovku a na kterém můžete sledovat, kdo je právě on-line, kdo si nepřeje být rušen nebo kdo si na chvilku odskočil od počítače. Zrovna dnes jsem vedl rozhovor se třemi lidmi, z nichž jeden byl v Brně, jeden v sousední místnosti a jeden v Praze na Žižkově. Souběžně jsem se přeptával a předával vzkazy a mezi řečí přijímal nějaké ty soubory. V jednom směru jsme na chvíli přešli do chatu. To vše najednou a v reálném čase. Dokáže tohle váš telefon? Můj tedy ne. Chce to, pravda, určitou dávku schizofrenie, ale zvládnout se to dá. A to byl jen kontakt 4 lidí. Podobně se můžete bavit s desítkami účastníků, záleží jen na rychlosti vašich prstů na klávesnici.

Světlé zítřky informační dálnice: A k čemu bude rychlost v internetové komunikaci v nejbližší budoucnosti? Kromě přesunutí programů z počítače na síťový server také k distribuci multimediálního obsahu. Vývoj ukazuje, že programy se vyvíjejí příliš rychle, čas od času se v nich navíc objevují různé chyby, takže je pro uživatele velmi těžké udržovat krok s dobou. Vezmeme-li navíc v potaz, že přibývá uživatelů, kteří už nemají o principu práce počítačů a jejich programů ani ponětí, je jasné, že nějaké rozumné řešení nelze dlouho odkládat. Při dostatečně průchodné síti postačí, když bude každý zájemce používat nejnovější verze programů z centrální databanky a doma si - kvůli vyšší bezpečnosti - bude ukládat jen ta nejsoukromější data.
O televizi na přání se mluví už delší dobu. Prozatím vše vázne na nízké propustnosti telekomunikačních sítí a také na problémech s omezením přístupu k zasílaným datům. Zatímco kvalitní šifrování v reálném čase už současné informační technologie umožňují, na dostatečnou přenosovou kapacitu se stále ještě čeká. Nebyli by to ovšem počítačoví nadšenci, aby si nedokázali najít nějakou kličku i tady. Existuje totiž systém zahušťování videa v reálném čase (MPEG-4), který umožňuje posílat kvalitní obraz a zvuk po relativně pomalých datových linkách. Tyto pokroky vedou k tomu, že řada analytiků předpovídá poměrně brzké splynutí televize s internetem.
V USA už v Síti fungují jakési soukromé záznamníky, které jsou schopny na přání diváka nahrávat určitý typ pořadů vysílaný na všech dostupných televizních kanálech. Televizní společnosti proti nim prozatím bojují, protože jednou z vlastností těchto záznamníků je vynechávání vkládaných reklam. Nicméně časem určitě přijdou na to, že lepší je naskočit do tohoto vlaku, protože tento systém jim díky cílenému vysílání umožní vkládat reklamy šité víc na míru toho kterého diváka. Komu z diváků se to nebude líbit, může samozřejmě podobné služby ignorovat a sledovat vysílání nějaké nezávislé stanice, kterých bude v internetu určitě spousta. Globální internetová vesnice jim navíc umožní sledovat programy doslova z celého světa.

Budoucnost nepatří aluminiu: Jak se ukazuje - alespoň v případě procesorů - se Cimrman bohužel mýlil. Hliníku začíná docházet dech. Při zvyšování hustoty tranzistorů v procesorech je totiž třeba vyrovnat se s velmi významným problémem - odporem vodičů, který způsobuje zahřívání čipu. Celá konstrukce se musí podřídit tomu, aby se součástky nepřehřívaly a nevypovídaly službu. Snižování odporu se zatím řešilo zjemňováním technologie (a tím i zkracováním délky a snižováním průřezu vodičů propojujících jednotlivé tranzistory). Současných 0,25 mikronů se blíží vlnové délce viditelného spektra světla, což znamená, že litografická technika použitá při leptání křemíkových plátků už nedokáže poskytnout potřebnou přesnost. Proto musí technologie výroby přejít do ultrafialového spektra. Tím se dostáváme na hranici 0,13 mikronů, kterou už bude muset pokořit jiný druh záření. Výzkumníci však ani v tomto nevidí problém, takže až uzraje čas, určitě se nějaká vhodná technologie najde. Co se hliníku týče, ten má pro svou horší vodivost v příštích generacích čipů odzvoněno. Budoucnost - alespoň ta nejbližší - totiž patří mědi.