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Potencia total de las CPUs del mundo: un cerebro humano

Viernes, 23 de diciembre de 2016 Dejar un comentario Ir a comentarios

¿Cuánta información se puede transmitir el mundo, procesar y almacenar? Estimación de este tipo de cosas puede ser una pesadilla, pero la tarea puede proporcionar información valiosa sobre las tendencias que están cambiando nuestra infraestructura informática y de difusión. Así que un par de investigadores han tomado el trabajo sobre sí mismos y seguimiento de los cambios en 60 tecnologías analógicas y digitales diferentes, desde papel de periódico a los datos de celulares, por un período de más de 20 años.

La gama de tendencias van desde la expectativa – el acceso a internet ha empujado a los dos, teléfonos analógicos y digitales en un pequeño nicho – a la sorpresa, como el hecho de que, en conjunto, el hardware de juego siempre ha tenido más poder de cómputo de las supercomputadoras del mundo.


Los autores fueron muy a fondo. Para los medios de almacenamiento, que consideraron cosas como papel, películas, y discos de vinilo, y tales innovaciones modernas como los discos Blu-ray y tarjetas de memoria. Para normalizar sus mediciones a través de los medios de comunicación, utilizaron la teoría de la información de Shannon para considerar el almacenamiento de datos en términos de bits de forma óptima comprimido. Ellos también dieron seguimiento a la tecnología, notando que en el año 2000, los bits de vídeo se comprimían con Cinepak, que era mucho menos eficiente que el formato actual MPEG-4, los cálculos se ajustaron en consecuencia.

Aun así, existen algunas estimaciones significativas aquí. “Por ejemplo”, señalan los autores, “después de la normalización en los bits comprimidos de manera óptima podemos decir cosas como ‘una imagen de periódico 6 centímetros cuadrados vale más que 1.000 palabras'”.

Tipos de estimaciones similares se requieren para cosas como las comunicaciones y la capacidad de transmisión de dos vías, las cuales se recopilan en cifras de bits por segundo. Los investigadores estiman que el consumo típico de los medios de difusión para determinar cuánto de la capacidad existente se utiliza, y notaron que, puesto que los equipos de telecomunicaciones está dirigido a maximizar el uso de su capacidad, por lo general está reservado cerca de su límite.

La capacidad de cómputo se convierte en MIPS, y las estimaciones para el número total y clase de chips están disponibles. La gran interrogante aquí es sobre todo en los controladores integrados, es difícil estimar tanto su capacidad de cómputo y cuántos están ahí fuera.

Así que estas son estimaciones bastante brutas, pero supuestos similares se realizan en los cuatro puntos explorados entre 1986 y 2007. Esto debería permitir la comparación de las tendencias en el período de tiempo, aunque los valores absolutos de las estimaciones están un poco fuera.

Almacenamiento

Algunas tendencias son muy, muy obvias. El vídeo analógico representó más de la mitad de los datos almacenados en el año 1986 (discos de vinilo y cintas de cassette representaron más de un cuarto), y de video de 86 por ciento de todos los datos almacenados en el 1993, desplazando a casi todo lo demás.

En el año 2000, CDs y cintas digitales las empezaron a empujar hacia atrás, pero el video analógico todavía se situó en el 70 por ciento de todos los datos almacenados. Para el año 2007, de vídeo analógico había caído a un pequeño seis por ciento, eclipsado por los discos duros, discos Blu-ray y DVD, y la cinta digital.

Durante ese tiempo, la capacidad de almacenamiento total creció a cerca de 23 por ciento anual, y superó en 2,9 x 10^20 bytes, eso es alrededor de 300 exabytes, o 61 CDs para todos en el planeta.

Un cambio similar se produjo a la tecnología digital en los medios de difusión y comunicación de dos vías. En 1986, el 80 por ciento de la capacidad de difusión se utilizó para la televisión terrestre, cable analógico, aunque ya estaba presente. Hoy en día, de televisión ha caído un 50 por ciento, una cuarta parte de los datos de emisión es ahora alguna forma digital y la analógica por cable está disminuyendo desde su máximo en el 2000.

Las comunicaciones de dos vías se sometieron a un cambio mucho más dramático. En 1986, los teléfonos analógicos manejan el 80 por ciento de los datos, con los teléfonos digitales tomando el otro 20 por ciento, todo lo demás fue un error de redondeo. En 2000, la telefonía analógica se redujo a dos por ciento de las transmisiones de dos vías del mundo.

La telefonía digital alcanzó su punto máximo en 1993 en un 67 por ciento; conexiones fijas de Internet representaron el uno por ciento del uso de ese año. En el 2000, fue hasta el 50 por ciento, y ahora el 97 por ciento. Nada más despejado el uno por ciento.

Las comunicaciones de dos vías manejó 65 exabytes en el 2007, empequeñecido por la radiodifusión, que envió la friolera de dos zetabytes de datos. Pero, aunque la radiodifusión está aumentando a un ritmo lineal, la llegada de Internet ha dado a las transmisiones de dos vías un gran impulso, el aumento de los bytes transmitidos por un factor de 29 en tan sólo 7 años.

Cálculo

La ciencia de la Computación es probablemente la mezcla más variada de hardware del montón. En 1986, las calculadoras de bolsillo representaron alrededor del 40 por ciento de toda la capacidad de equipo, superando al PC con 33 por ciento y los servidores en un 17 por ciento. Incluso entonces, el hardware de juego tenía una cuota de nueve por ciento.

Las calculadoras habían desaparecido en el año 2000, cuando el PC alcanzó el 86 por ciento y el teléfono móvil/PDA apareció por primera vez en un 3 por ciento. En el 2007, los teléfonos alcanzaron el seis por ciento del poder mundial de procesamiento, pero la gran noticia fue el hardware de juegos, que se disparó a un cuarto de la capacidad de cómputo total, empujando hacia abajo el PC a una proporción de dos tercios. Las supercomputadoras aparecen raramente no suficientes para la medida.

Un resultado sorprendente de la investigación es la cantidad de caballos de fuerza total que se encuentran en el espacio de aplicaciones específicas, donde los autores consideran sólo DSP, microcontroladores y procesadores gráficos (GPU solo representan el 97 por ciento de la capacidad de esta categoría). Y esa capacidad es enorme, alrededor de 30 veces la de todos los hardware de computo de propósito general. El contador de GPUs es de los 6,4 x 10^18 operaciones por segundo que el planeta ahora puede realizar, y que mostró una tasa de crecimiento anual compuesto del 86 por ciento durante el período de estudio.

Para que no estemos demasiado enamorados de nuestra capacidad tecnológica, sin embargo, los autores hacen algunas comparaciones con la biología. “Para poner nuestros resultados en perspectiva, el 6.4 * 10^18 instrucciones por segundo que la especie humana puede llevar a cabo en su uso general de computadoras en el año 2007 se encuentran en la zona de estadio mismo que el número máximo de impulsos nerviosos ejecutado por un cerebro humano por segundo”, escriben ellos.

Nuestra capacidad de almacenamiento total es el mismo que el ADN de un humano adulto. Y hay miles de millones de seres humanos en el planeta.

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