Компания Gartner опубликовала свой ежегодный обзор 10 стратегических технологий, оказывающих наибольшее влияние на бизнес. В этот перечень для 2019 года вошли:
Министерство энергетики США планирует заказать самый быстродействующий в мире суперкомпьютер Аврора. Компьютер будет поставлен в Аргонскую национальную лабораторию в 2021 году. Компьютер будут проектировать совместно компании Intel и Cray Computing. Стоимость суперкомпьютера превысит 500000$. На текущий момент самым мощным компьютером является Summit (США, 143,5 Пфлопс).
Суперкомпьютер Cray XK7 “Titan” (ORNL выведен из эксплуатации 1-го августа 2019 года. Компьютер начал свою работу в 2012 году и имел производительность 27 петафлопс. После семи лет работы компьютер признан устаревшим, он будет заменен в 2021 году на Frontier OLCF-5 (процессоры Epyc и GPU Nvidia). Ожидаемая производительность этой системы ~1.5 экзафлопс.
Согласно докладу Particle применение IoT быстро расширяется в производстве, здравоохранении и сельском хозяйстве. К 2025 году это экономическое направление будет характеризоваться вкладом 11 триллионов долларов. К 2025 году число используемых устройств IoT достигнет 75 миллиардов. Росстандарт утвердил первый в России предварительный национальный стандарт интернета вещей (IoT) на основе узкополосной модуляции радиосигнала (NB-Fi). Он базируется на российской технологии и является частью линейки протоколов LPWAN. Действовать он начал уже с 1 апреля 2019 года.
Сельское хозяйство Австралии страдает от нерегулярности дождей и сопряжена с риском. Австралийцы видят в IoT один из шансов решения проблемы эффективности. Одной из важнейших проблем являются сельхозвредители (потеря 1 млрд. австр. $ в год). Ожидается рост числа устройств IoT в сельском хозяйстве увеличится от 30млн. в 2015г до 75млн в 2022г.
Исследователи из университета Аризоны (ASU) обращают внимание на возможность создания нового типа памяти, базирующейся на квантовых эффектах в отдельных молекулах. Разработчики полагают, что такая память может превзойти по плотности ограничения закона Мура.
Компания Seagate Technology готова к выпуску дискового драйва с емкостью 16 Тбайт. Устройство имеет внешний интерфейс SATA, работает в атмосфере гелия при скорости вращения 7200 оборотов в минуту. Применена технология магнитной записи SMR. К 2020 году ожидается появление драйвов с емкостью 20 Тбайт.
Компания Microsoft и университет Вашингтона продемонстрировали первую полностью автоматическую систему запоминания и считывания данных на основе ДНК. Такие устройства памяти могут в перспективе обеспечить недостижимую сегодня плотность записи. В одной молекуле ДНК будет записываться до гигабайта данных. На рис. 1 представлено фото этой системы.
Рис. 1. Устройство ДНК-памяти
Для демонстрации работоспособности системы было закодировано, и затем считано слово "hello". Первые результаты исследований были опубликованы 21-го марта в журнале Scientific Reports. Компании AMD и TSMC разработали 7-нанометровую технологию для производства микропроцессоров. AMD анонсировала новые 12- и 16-ядерные процессоры Ryzen 9 3950X, работающие с тактовой частотой 3,5 ГГц..
Компания Western Digital запустила инициативу Zoned Storage, которая позволит эффективно работать с устройствами памяти объемом порядка зетабайт. Ожидается, что к 2023 году наиболее широко будут использоваться жесткие диски с записью SMR (Shingled Magnetic Recording). Ожидается темп роста объемов памяти порядка 103 зетабайт в год, что облегчит работу с большими объемами информации.
Компания D-Wave разработала технологию отжига для квантового компьютера 2000Q, которая позволит понизить уровень шума. Эта технология станет основой для создания облачной платформы следующего поколения, где по мнению разработчиков будет увеличено время когерентности. Завершение внедрения ожидается в середине 2020 года.
Сообщается о разработке новой технологии производства квантовых компьютеров, которая предотвращает эффекты нарушения когерентности. Разработка выполнена совместно университетами Purdue, Чикаго и Вейцмана, а также компанией Microsoft. Технология использует полупроводник на основе арсенида индия и полупрвоводник-Al в рамках планарной структуры. Этот подход позволяет стабилизировать состояние кубит-системы. На рис. 2 показан общий вид разработанной модели квантового компьютера.
Компания IBM в 2017 году сформировала стандарт для количественной оценки свойств квантовых компьютеров, названный "quantum volume". Все привыкли оценивать уровень квантового компьютера по числу кубит, но что это означает по сравнению с классическими вычислительными системами, не все себе представляют. Например, компания D-wave анонсировала разработку 5000-кубитовой системы для облачных приложений в середине 2020 года. Google же имеет сегодня 72-кубитовый компьютер. Какая из этих систем мощнее? Диапазон возможностей компьютера Google шире. Современные квантовые компьютеры используют сверхпроводимость, системы с ионными ловушками и спиновые кубиты. В стандарте "quantum volume" учитывается не только число кубит, но также время декогеренции и доступный набор ключей интерфейса, которые расширяют возможности параллельного обмена. Пока не ясно, когда квантовые компьютеры превысят традиционные по вычислительной мощности. Эксперты Gartner называют 2022-2026гг. Коммерческое применение квантовых компьютеров ожидается после 2030 года.
Исследователи из компании IBM нашли способ уменьшить влияния шума на работу квантового компьютера. Метод назван "zero-noise extrapolation". Для решения задачи вычисление повторяется несколько раз с разным контролируемым уровнем шума. Это позволяет оценить результат, который мог бы быть при нулевом уровне шума. Эксперимент проведен на 4-х кубитах 5-кубитной системы. Получено десятикратное улучшение рабочих характеристик.
Новая топология Pegasus канадской компании D-Wave увеличит коннективность между кубитами и позволит создать систему с более чем 5000 кубит. Предлагаемое решение является развитием предшествующей технологии Chimera. Облачный доступ к системе ожидается в середине 2020 года. Система будет использоваться для оптимизации транспортного трафика. При использовании данной техники ожидается существенный прогресс в технологии машинного обучения.
Новый Квантовый компьютерный центр IBM в Armonk, Нью Йорк станет домом для 14 квантовых компьютеров, работающих в облачной среде для исследований и бизнеса. Там же в октябре 2019 года будет размещен новый 53-кубитовый компьютер IBM. Следует обратить внимание, что 72-кубитовый квантовый компьютер компании Google (Bristlecone) не имеет свободного доступа, также как и D-Wave 2000-кубитовый компьютер, используемый для безусловной квадратичной двоичной оптимизации (проблема QUBO). Доступные квантовые компьютеры IBM являются промежуточными по уровню шума (NISQ). Опубликованный в марте алгоритм IBM экстраполяции нулевого шума позволяет расширить возможности квантовых компьютеров. IBM отмечает, что ее 20-кубитовый квантовый компьютер, размещенный в центре, имеет квантовый объем 16, а 20-кубитовый квантовый компьютер первого поколения имеет квантовый объем 8.
Процессорный чип квантового компьютера имеет размер1*0,75 дюйма2. Для охлаждения используются позолоченные бронзовые стержни. Для управления чтением или записью служат микроволновые сигналы. Температура чипа поддерживается на уровне 0,010K, а температура окружающей среды - 2,7 градуса Кельвина. Для подготовки программ используется обычный компьютер. Компания IBM рассчитывает поднять мощность КК до 300 кубит в ближайшем будущем. В настоящее время реализуется 10 startup в области квантового компьютинга в США, Канаде (3) и Австралии (1). Разрабатываются
По мнению Марка Джексона, главы Cambridge Quantum Computing, 99% современной криптозащиты реального времени окажется уязвимой после появления достаточно мощных квантовых компьютеров. На конференции в Бостоне был анонсирован прогноз создания нужного квантового компьютера к 2024 году. Мир должен быть готов создать надежную криптозащиту заведомо ранее 2026 года.
Рис. 2. Квантовый компьютер (2019г)
Рис. 3. Перспективы производительности квантовых компьютеров (quantum volume). Состояние и прогнозы
На прошлой неделе компания Google объявила, что их квантовый компьютер превзошел по возможностям традиционный (cм. "Quantum supremacy might be here, upending conventional encryption", Roger A. Grimes, SEP 26, 2019). Сообщено, что квантовый компьютер Google потратил на решение некоторой задачи три минуты, в то время как самому мощному традиционному компьютеру на это потребовалось бы 10000 лет. Ранее исследователи из IBM, Google и Китая утверждали, что квантовые компьютеры превзойдут традиционные только через год. Прогнозируется, что благодаря квантовому алгоритму Grover уже сегодня можно ожидать существенного ослабления безопасности AES-256 и SHA2-256. Предполагается, что, возможно, компании Google удалось существенно повысить стабильность кубит.
Мощность DDoS-атак продолжает быстро расти. Потоки данных (если это можно назвать данными) при таких атаках измеряются уже в сотнях гигабайт в секунду. Многие (77%) DDoS атаки используют в качестве мишени уже не одного адресата. Самая мощная атака характеризовалась потоком в 587 Гбит/c. В первом квартале 2019 года число DDoS-атак с мощностью более 100Гбит/с увеличилось на 967% по сравнению с первым кварталом 2018 года.
Компания Amd Epic подготовила краткий обзор состояния безопасности на начало 2019 года. В обзоре отмечаются существенные изменения общей ситуации с безопасностью и обращается внимание на возникновение новых подходов со стороны хакеров. В частности на 200% выросли попытки внедрения вредоносных кодов в цепочки поставки фирменного программного обеспечения. На 8500; возросли инфекции программами, вовлеченными в майнинг криптовалют (сказывается прямая материальная заинтересованность). На 600% увеличилось число атак IoT оборудования. К 2021 году ожидается, что в облачных структурах будет храниться 1,3 зетабайт данных. Люди, машины и прочие устройства к 2021 году будут генерировать до 850 зетабайт информации (90% которой не будет записана или запомнена).
Некоторые уязвимости (Windows CE-powered Alaris Gateway Workstation) позволяют атакерам модифицировать режим работы инфузионных насосов Becton, используемых при лечении пациентов. Эти насосы используются к клиниках при анестезии, диализе и переливании крови. Получение удаленного доступа к контроллерам этих насосов может нанести ущерб здоровью и даже привести к смерти больного.
19-летний аргентинец Santiago Lopez стал первым легальным долларовым миллионером-хакером. Он, начиная с 2015г, выявил 1600 уязвимостей в различных программных приложениях, включая Twitter и Verizon Media Company. С ним сотрудничают министерство обороны США, General Motors, Google, Twitter, GitHub, Nintendo, Lufthansa, Panasonic Avionics, Qualcomm, Starbucks, Dropbox, Intel и CERT (всего 1200 организаций). Технологию он осваивал самостоятельно. Работая в Буэнос-Айресе, он зарабатывал примерно как 40 дипломированных программистов.
Появился обзор компании Splink о проблемах Dark Data. Под Dark Data подразумевается неконтролируемая информация, которая генерируется системами, устройствами и средствами коммуникации. Сотрудники организации могут даже не подозревать о существовании этих данных. До 75% всей информации возникающей и циркулирующей в организации может относиться к этому типу. В обзоре проанализированы данные, полученные от экспертов из США, Германии, Франции, Великобритании, Китая, Японии и Австралии (октябрь 2018 - январь 2019гг). 21 % опрошенных заявили, что объемы Dark Data трудно оценить, так как руководство организаций этим не интересуются, но эта информация может оказаться полезной в будущем. 98% опрошенных считают, что навыки работы с информацией становятся определяющими для эффективности работы сотрудников.
Конец действия закона Мура прогнозировался на 2025 год, но фактически, судя по всему, это уже произошло. Осознавая этот факт, многие компании ищут различные средства обхода этого ограничения. Компания HP уже в 2017 году оснастила свой компьютер памятью в 160 ТБ (RAM). Это сделано в рамках реализации модели машины, управляемой памятью (memory-driven computing). Но традиционные ЗУ на основе DRAM не могут обеспечить высокую плотность упаковки. Новейшая разработка Intel (512GB) - Optane DC Persistent Memory представляет собой существенное продвижение по плотности, выполненное совместно фирмами Intel и Micron. Устройство реализовано по технологии 15 нм.
Компании Amazon, Tesla-associated SpaceX и OneWeb могут стать еще одним провайдером Интернет-услуг с использованием системы телекоммуникационных спутников. Система будет способна обеспечить широкополосный доступ для устройств IoT практически в любой точке земли. Низкоорбитальные спутники будет запускать SpaceX, они станут заменой системы Iridium. Первые 75 уже на орбите. В перспективе планируется использовать 3236 таких спутников.
Миниатюрные дешевые спутники могут поменять подходы к решению задач IoT. Такие устройства могут иметь размер почтовой марки, стоить около 100$ и эффективно взаимодействовать друг с другом. Первые низкоорбитальные образцы были испытаны в марте 2019 года.
США и Япония намерены сотрудничать и создать к 2023 году транспортную систему на основе дронов. Беспилотный дрон HAWK30 имеет размах крыльев 260 футов и приводится в движение 10 электромотрами, питающимися от солнечных батарей. Максимальная высота полета составляет 65000 футов над уровнем моря, диаметр зоны обслуживания будет превышать 125 миль. Эти беспилотники могут применяться для LTE и 5G коммуникаций. 40 подобных дронов позволят обеспечить широкополосную связь для всей Японии.
Директор лаборатории NASA's Frontier Development (FDL) рассматривает пути использования искусственного интеллекта для решения некоторых проблем. Среди актуальных проблем рассматривается задача применения ИИ для защиты Земли от астероидов и поиск возможных видов внеземной жизни в то числе на экзопланетех. Таких планет зарегистрировано более 3000. Ожидается, что спутник NASA TESS позволит обнаружить много больше экзапланет, чем телескоп Кеплер. Не исключено, что ИИ позволит найти кратеры на Луне, где имеется вода.
Космический центр NASA в Хьюстоне намерен потратить миллион долларов на разработку робота для работы на Луне.
Массы саморганизующихся микророботов, подобных муравьям, могут перемещать различные объекты на фабриках и собирать информацию об окружающей среде. Рассматривается технология приведения в действие микророботов с помощью вибраций и ультразвука. В университете Джорджии разработали микророботы, которые могут изготовляться методом 3D-печати. Эти роботы (IoT) снабжены щетинками, вибрации которых помогают им перемещаться. Исследуется возможность самоорганизации таких роботов, так что они начинают действовать как единое целое. В университете Пенсильвании пытаются разрабатывать сверх миниатюрных роботов, которые могут ползать внутри аккумулятора сотового телефона, проводить там очистку и продлевать тем самым жизнь батарее.