Günümüzde bilgi işlem neredeyse tamamen dijitaldir. İnternetin devasa bilgi mezarlıkları, yapay zekaya güç veren algoritmalar, bunu okuduğunuz ekran — hepsi, ikili rakamları (0 ve 1, kapalı ve açık) manipüle eden elektronik devreler tarafından desteklenmektedir. Yaşıyoruz, öyle oldu şuraya, dijital çağda.

Ancak ayrık bilgi yığınlarını kullanarak çalışan bir sistemin sürekli, analog dünyamızı modellemede neden iyi olacağı açık değil. Ve gerçekten de insanlar, doğanın gelgitlerini anlamak ve tahmin etmek için binlerce yıldır analog bilgi işlem cihazlarını kullandılar.

Bilinen en eski analog bilgisayarlar arasında, tutulmaları tahmin etmek ve güneş ile ayın konumlarını hesaplamak için düzinelerce dişli kullanan, antik Yunan'dan kalma Antikythera mekanizması bulunmaktadır. 17. yüzyılda icat edilen sürgülü cetveller, bir gün insanları aya gönderecek matematiksel işlemleri gerçekleştiriyordu. (Ancak abaküs analog olarak sayılmaz: Ayrık "sayaçları" onu en eski dijital bilgisayarlardan biri yapar.) Ve 19. yüzyılın sonlarında, daha sonra Lord Kelvin olacak olan William Thomson, bir bilgisayar tasarladı. makine gök cisimlerinin gelgitler üzerindeki etkisini modellemek için şaftlar, kranklar ve makaralar kullanıldı. Onun halefleri onlarca yıl sonra kullanıldı. plan D Günü'nde Normandiya sahiline çıkarma için.

Bu cihazların ortak noktası nedir? Bunların hepsi, anlamak istediğiniz olgunun ardındaki aynı matematiksel denklemlere uyacak şekilde kurulmuş fiziksel sistemlerdir. Örneğin Thomson'ın gelgit hesaplayan bilgisayarı, gelgiti tahmin etme sorununu karmaşık bir trigonometrik ifadeye dönüştüren 19. yüzyıldaki matematiksel ilerlemelerden ilham aldı. Bu ifadeyi elle hesaplamak hem zahmetli hem de hataya açıktı. Thomson'ın makinesindeki kranklar ve makaralar, kullanıcının bunları döndürerek çözülmesi gereken ifadenin sonucunun aynısını elde edeceği şekilde yapılandırılmıştı.

Analog hesaplama, ilk kez 1931'de Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde Vannevar Bush tarafından inşa edilen diferansiyel analizörde doruk noktasına ulaştı. Analizör, elektrik motorları tarafından tahrik edilen karmaşık bir dizi dişli ve şaft kullanıyordu. Çok çeşitli diferansiyel denklemleri (fiziksel olayları modellemek için kullanılan denklem türü) hesaplayabiliyordu. Ancak bir denklemi değiştirmek için makinenin zahmetli bir şekilde elle yeniden yapılandırılması gerekiyordu.

Modern dijital bilgi işlem 1930'ların sonlarında başladığında hantal, pahalı ve kalitesizdi. Ancak dijital hesaplamanın faydaları vardı. Dijital bilgisayarların programlanması daha kolaydı ve analog makinelerden genellikle daha doğruydu. Transistörün yükselişi ve Moore yasasının tetiklediği müteakip ilerlemelerle birlikte, dijital işleme çok geçmeden kontrolü ele aldı.

Ancak dijital dünyamız hızla geliştikçe maliyetleri de arttı. Dijital bir bitin her geçişi bir miktar enerji gerektirir. Ve yeni yapay zeka sistemleri büyük miktarda bilgi işlem gücü gerektiriyor. Sadece bir örnek vermek gerekirse, haber bültenleri ortaya Microsoft ve OpenAI, yaklaşık 100 gigawatt gücü emecek 5 milyar dolarlık bir veri merkezi planlıyor. Bu kabaca beş nükleer reaktörün çıktısına denk geliyor.

Analog hesaplama bir alternatif sunuyor. Yapay zeka sistemlerini destekleyen sinir ağları, bir dizi çarpma ve toplama işlemini tekrar tekrar gerçekleştirerek tahminlerde bulunur.

Dişliler ve makaralar yerine elektrik sinyallerini kullanan analog bir bilgisayarda, elektrik sinyallerini kullanan bir devreden bir akım geçebilir. özenle seçilmiş dirençler Bu işlemleri önemli bir güç tasarrufuyla modellemek için.

Dijital hesaplamanın avantajları gerçektir, ancak dezavantajları da vardır. Belki de araştırmacılar, bilişimin geçmişine ulaşarak, bilişimsel geleceğimize doğru sürdürülebilir bir yol çizebilecekler.

Düzeltme: 2 Ağustos 2024: 100 milyar dolarlık veri merkezi 5 megawatt değil 5 gigawatt güce ihtiyaç duyacaktır.