นวัตกรรมของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์ที่คิดได้กำลังจะมาแล้ว!

นวัตกรรมของคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์ที่คิดได้กำลังจะมาแล้ว!

นิตยสารผู้จัดการ( พฤษภาคม 2527)

กลับสู่หน้าหลัก

ทุกวันนี้ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำงานได้เร็วที่สุดก็ยังไม่เร็วพอสำหรับผู้ใช้งานที่ได้คิดหวังกันไว้

บริษัททำธุรกิจต่างๆ และส่วนงานของรัฐบาลต่างก็แสวงหาวิทยาการที่เหมาะสมและเร็วกว่ากันยกใหญ่ เพื่อมากระตุ้นสิ่งที่เคยอุบัติขึ้นในรอบทศวรรษที่ผ่านมาให้กลายเป็นธุรกิจห้าแสนล้านดอลลาร์ (500,000,000,000) ต่อปีให้ได้

กระแสการเปลี่ยนแปลงทางวิทยาการถูกกระตุ้นให้แผ่ขยายเข้าไปสู่วงการอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีราคาถูกกว่าและทำงานได้เร็วกว่า สามารถใช้งานได้ดีกว่าในปัจจุบัน เช่น การสั่งงานพิมพ์ดีดด้วยเสียงพูด เป็นต้น ทั้งธุรกิจและหน่วยงานของรัฐต่างก็ต้องเผชิญกับโอกาสและความเสี่ยงซึ่งมักมาควบคู่กันเสมอในการสร้างสรรค์สิ่งใหม่ๆ แต่ผลประโยชน์ที่จะได้จากการเสี่ยงนี้ก็มีค่ามหาศาล โดยวิทยาการชิ้นใหม่นี้จะมีผลสะเทือนต่อธุรกิจข้อมูลทุกอย่างตั้งแต่แบบระบบการสื่อสารทางอิเล็กทรอนิกส์ไปจนถึงวงการอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ ซึ่งคาดคะเนผลตอบแทนของมันทั้งโลกแล้วรวมเป็นตัวเลขถึง 5 แสนล้านดอลลาร์ในปี 1993

ความเปลี่ยนแปลงนี้ตั้งอยู่บนหลักการพื้นฐานที่ว่า การเพิ่มความเร็วในการทำงานของคอมพิวเตอร์นั้น ควรจะเฉลี่ยลดแรงงานในส่วนข้อมูลต่างๆ ซึ่งมีราคาถูกกว่าที่จะไปพยายามแสวงหาวิธีการเพิ่มความเร็วจากกระบวนการใดเพียงอย่างหนึ่งโดยเฉพาะ โดยใช้วัสดุและเทคนิคเร้าใจใหม่ๆ

ขบวนการใหม่ซึ่งเรียกว่า ขบวนการคู่ขนาน (PARALLEL PROCESSING) นี้เปรียบได้กับการผลิตรองเท้าเป็นอุตสาหกรรมโดยคนงานธรรมดาตามระบบสายพาน แทนที่จะใช้ช่างผู้ชำนาญหนึ่งคนต่อรองเท้าหนึ่งคู่ ซึ่งอีกสักสองสามปีต่อไป ทั้งธุรกิจเอกชนและภาครัฐบาลของสหรัฐฯ ญี่ปุ่น และประชาคมยุโรปจะต้องใช้จ่ายงบประมาณเป็นจำนวนเงินเกินกว่า 10 ล้านดอลลาร์ในการเร่งการค้นคว้าพัฒนาทางคอมพิวเตอร์ รวมทั้งระบบขบวนการคู่ขนานนี้ด้วย

ความต้องการใช้งานเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำงานได้เร็วกว่า และมีราคาถูกกว่าเดิมได้ขยายตัวขึ้นเรื่อยๆ โดยเครื่องคอมพิวเตอร์ชั้นยอดประกอบด้วยมือที่ทำงานได้เร็วและแสนจะแพงนั้นต้องเริ่มลดราคาลงมา

บริษัท เครย์ รีเสิร์ช ซึ่งเป็นบริษัทคู่หนึ่งในมินนิอาโปลิส (รายได้ปี 1983-170 ล้านเหรียญสหรัฐ) ได้รับการสั่งซื้อเครื่องคอมพิวเตอร์ชั้นยอดจำนวนถึง 25 เครื่องในปลายปี 1983 เพิ่มจาก 16 เครื่องในปี 1982

การแข่งขันกันในการตัดราคามีเหตุระเบิดมาจากวิทยาการใหม่ๆ ซึ่งก้าวหน้าทำให้สามารถลดราคาเครื่องลงมาได้ถึง 5 ล้านจากการตั้งราคาเดิม 10 ล้าน บริษัทนี้จึงมีโอกาสกระจายเครื่องไปถึงผู้ใช้ได้มากขึ้น

ในวงการอุตสาหกรรมรถยนต์และเครื่องบินได้เริ่มหันมาใช้การทดสอบจำลองโดยเครื่องคอมพิวเตอร์ แทนที่จะใช้แต่อุโมงค์ลมและเครื่องไม้เครื่องมือในการทดสอบอุบัติเหตุการชนกัน

ในการคำนวณความแข็งแรงของชิ้นส่วนรถยนต์ บริษัทเภสัชกรรมต่างๆ ก็หันมาใช้คอมพิวเตอร์ในการพัฒนาค้นคว้าตัวยาใหม่ๆ จัดโครงสร้างตัวยาโดยทฤษฎีสารควอนตัม ซึ่งสามารถคำนวณอะตอมต่างๆ ซึ่งจะมีปฏิกิริยากันแทนการทดลองแบบสุ่มเสี่ยงจากการผสมและทดลองตัวยาแบบเดิม

บริษัทน้ำมันสามารถจะสร้างแบบจำลองสามมิติของบริเวณแหลงน้ำมัน และการเคลื่อนตัวของกระแสน้ำโดยคำนวณจากคอมพิวเตอร์ เพื่อมาใช้เป็นประโยชน์ในการขุดเจาะน้ำมัน

ในการผลิตภาพภูมิต่างๆ บริษัทในลอสแองเจลิสได้สร้างแนวใหม่ให้กับวงการภาพยนตร์เรื่อง เดอะ ลาส สตาร์ ไฟเตอร์ ซึ่งคิดค้นจำลองฉากดาวนพเคราะห์ต่างๆ ด้วยเครื่องคอมพิวเตอร์ ซึ่งทั้งนี้เป็นผลงานของบริษัทเครย์ รีเสิร์ช ซึ่งทำงานให้กับบริษัท ลอริมาร์

คอมพิวเตอร์ชั้นยอดในทุกวันนี้ยังอืดอาดเกินไปสำหรับงานชิ้นสำคัญๆ บางอย่าง

งานบางชิ้นยังต้องใช้เวลานับสัปดาห์หรือเป็นเดือนๆ อย่างเช่น การจำลองกระแสการไหลเวียนของอากาศรอบๆ ลำตัวเครื่องบินในขณะทำการบิน ซึ่งผู้ใช้เครื่องเหล่านั้นต้องถูกกำหนดข่ายงานเพิ่มเติมนอกเหนือจากเดิมซึ่งใช้เวลาเพิ่มขึ้นอีกเป็นร้อยๆ จนถึงเป็นพันๆ ชั่วโมง ซึ่งบางคนอาจจะต้องยุ่งอยู่กับแบบจำลองสามมิติของปฏิกิริยานิวเคลียร์ภายในขณะที่มันทำงานแต่ละขณะด้วยซ้ำ

ช่วยไม่ได้ที่งานแสดงขั้นตอนการทำงานเหล่านี้จะยังคงใช้การไม่ได้สมบรูณ์นักตราบเท่าที่ผู้สร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ยังยึดติดอยู่กับแบบปัจจุบันนิยม ซึ่งเป็นรูปแบบที่เรียกว่า ฟอน นิวแมน ซึ่งได้รับสมญาตามอัจฉริยะบุคคลชื่อเดียวกันสายเลือดระหว่างอเมริกันและฮังกาเรียน ที่ได้ช่วยปรับปรุงคิดค้นมันมาตั้งแต่ปลายสงครามโลกครั้งที่สอง

ตามกระบวนการของนิวแมนแล้ว หน่วยคำนวณอันหนึ่งซึ่งเรียกว่า ระบบสร้างโปรแกรมที่ 4 และข้อมูลจากหน่วยความจำซึ่งต่อเนื่องกันจะผสมผสานข้อมูลต่างๆ ที่ถูกป้อนเข้าไป และให้คำตอบกลับไปยังหน่วยเก็บข้อมูลความจำ หรือส่งไปยังหน่วยอื่นๆ (ตามแผนผังที่แสดงมาด้วยแล้วนี้) ซึ่งการทำงานของหน่วยคำนวณแต่ละอันตามลำพังแล้ว

ความรวดเร็วของการคำนวณและถูกกำหนดตามความเร็วของวงจรการคำนวณอิเล็กทรอนิกส์นั่นเอง

ความเร็วของวงจรเองก็ถูกจำกัดจากสวิตช์ทรานซิสเตอร์ ซึ่งได้จากอัตราความเร็วของการไหลของกระแสโครงเส้นลวดและปริมาณค่าความร้อนที่เกิดขึ้นจากการทำงานปิด-เปิดอย่างเร็วของสวิตช์ ซึ่งตามหลักการเดิมแล้วเครื่องคอมพิวเตอร์ชั้นยอดเหล่านี้จำเป็นที่จะต้องมีระบบทำความเย็นซึ่งแพงมากสำหรับป้องกันไม่ให้เครื่องไหม้ แผงวงจรสำหรับเครื่อง เครย์-2 ซึ่งจะนำออกมาใช้งานต่อไปข้างหน้า จึงต้องแช่อยู่ในสารละลายทำความเย็นเพื่อให้มันมีอุณหภูมิเท่ากับอุณหภูมิห้อง บรรดาผู้ผลิตคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่และวงจรสารกึ่งตัวนำทั้งหลายได้ขวนขวายหาวิทยาการใหม่ๆ เพื่อที่จะเพิ่มอัตราเร่งในการทำงานให้พวกสวิตช์ต่างๆ ซึ่งสามารถทำได้จากการสร้างชิ้นส่วนวงจรการรวมหน่วยจากสารประกอบพวกแกลเลียม ทั้งใช้สารกึ่งตัวนำแทนผลึกซิลิกอน หรือโดยการใช้หน่วยความจำที่เรียกว่า จุดต่อแบบโจเซฟสัน ตั้งชื่อตามนักค้นคว้าอังกฤษชื่อ ไบรอัน โจเซฟสัน แต่สารประกอบแกลเลียมเองก็พิสูจน์ตัวเองว่าเปราะบางและยุ่งยากต่อความคงที่ในการนำมาใช้งาน จุดต่อแบบโจเซฟสันจะต้องถูกลดอุณหภูมิลงต่ำกว่าศูนย์ถึง 2-3 องศา ซึ่งหากเทคนิคใหม่เหล่านี้ถูกนำมาใช้งานได้จริงจังแล้วสำหรับการเพิ่มอัตราเร่งของเครื่องแบบโจเซฟสันแล้ว คอมพิวเตอร์สำหรับวันพรุ่งนี้ซึ่งมีความเร็วสูงก็จะตัดราคาออกมาในท้องตลาดได้ ซึ่งการมองเป้าหมายนี้อยู่เบื้องหลังการตกลงใจของบริษัทไอบีเอ็มในการนำเครื่องแบบโจเซฟสันมาพัฒนา

ในทุกๆ สภาพการณ์แล้ว เทคนิคใหม่ๆ เหล่านี้ยังไม่ค่อยเหมาะสมที่จะนำมาใช้งานสำหรับงานคอมพิวเตอร์เต็มสภาพนัก บิล บัคคัส นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ชั้นนำกล่าวว่า “ผู้ที่คิดค้นภาษาคำนวณโปรแกรม (ข้อมูล) หรือภาษาโฟรแทน นั่นแหละที่เป็นลักษณะคอขวดของนิวแมน” มันเป็นช่องออกเพียงอย่างเดียวของเครื่องสำหรับทั้งตัวข้อมูลและคำอธิบายชี้แนะที่จะต้องส่งถ่ายไปมาระหว่างหน่วยกลางคอมพิวเตอร์และหน่วยความจำ มีลักษณะบีบรัดเหมือนกับท่อส่งวัตถุดิบเข้าโรงงานอุตสาหกรรมซึ่งเป็นคอขวดนี้แหละที่จำกัดความเร็วของการผลิต

ความคิดเปลี่ยนแปลงเพื่อความเร็วกว่าถูกกว่า เหมาะสมกว่า มีเข้ามาถึ ผู้ริเริ่มของนิวแมนและที่คนออกแบบหลายคนยอมรับ ก็คือขบวนการแบบขนาน ข้อได้เปรียบที่แฝงอยู่ของขบวนการที่ว่านี้คุ้นเคยกันมานานแล้ว แม้แต่ตัวนิวแมนเองก็ประทับใจจากการค้นพบในปี 1940 เกี่ยวกับเรื่องที่ว่า มันสมองของสัตว์มีขบวนการคำนวณข้อมูลในลักษณาการแบบเดียวกันได้อย่างไร ซึ่งหากอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์จะไม่มีราคาแพงหูฉี่ในสมัยของเขาแล้ว เขาคงจะออกแบบเครื่องมาให้เหมือนกับมันสมองไปแล้ว เงื่อนไขทางเศรษฐกิจเช่นนั้นไม่ได้เป็นตัวจำกัดอีกต่อไป

เทคนิคที่เรียกว่า วีแอลเอสไอ หรือย่อมาจากอินทิเกรดขนาดใหญ่ ทำให้เกิดความเป็นไปได้ที่จะจำลองแบบวงจรคอมพิวเตอร์ซึ่งประกอบไปด้วยตัวทรายซิสเตอร์เป็นพันๆ หมื่นๆ ตัว เรียงอยู่บนแผ่นวงจรซิลิคอมชิ้นเดียวได้ง่ายดายและราคาถูกเกือบเท่าๆ กับการพิมพ์หนังสือหน้าหนึ่งเท่านั้น

คุณลักษณะที่ว่านี้ทำให้นักออกแบบมีวิถีทางวิเศษในปัญหาเรื่องคอขวดแบบนิวแมน คือการใช้หน่วยควบคุมหลายๆ ตัวลงบนวงจรเดียว หน่วยควบคุมนั้นสามารถจะทำงานแก้ปัญหาได้จริงจังในส่วนต่างๆ กัน ในการแก้ปัญหาแต่ละอันและสามารถทำงานจำแนกเฉพาะส่วนตัวด้วยความเร็วสูงด้วย

อีกลักษณะหนึ่งของขบวนการเทียบเคียงที่เรียกว่า หน่วยกำลัง หรือขุมความจำ สามารถจะเร่งความรวดเร็วในการคำนวณได้อย่างมากมาย เช่น การดึงเอาข้อมูลกลับมาชั้นความจำโดยตัดหน้าที่ของหน่วยตัวโพรเซสเซอร์กลางในการค้นหาติดตามข้อมูลจากหน่วยบันทึกความจำ โดยสาระแล้วข้อมูลดิบแต่ละชั้นจะถูกเก็บงำไว้โดยกระบวนการเล็กๆ ของมันเอง ซึ่งก็สามารถจะตอบโต้ได้ในทันทีเมื่อหน่วยตัวกลางเรียกถามข้อมูลอันนั้น

ระบบคู่ขนานอาจจะแตกแขนงคอมพิวเตอร์ชนิดพิเศษๆ ต่างๆ กันออกมาหลายชนิดโดยมีตัวโพรเซสเซอร์ต่างๆ กันเชื่อมโยงกันด้วยวิธีการต่างๆ กันออกไป คอมพิวเตอร์แบบฟอน นิวแมน ที่ใช้งานทั่วๆ ไปนั้นต้องพึ่งพาโปรแกรมซอฟต์แวร์เพื่อที่จะทำหน้าที่ต่างๆ กัน แต่ปัญหาด้านคอมพิวเตอร์เกือบทุกชนิดจะแก้ไขได้รวดเร็วกว่าในเครื่องฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานพิเศษและใช้ซอฟต์แวร์น้อยตัวกว่า

นอกไปจากนี้ ราคาของเครื่องฮาร์ดแวร์นั้นสูงมาก แต่ราคาของซอฟต์แวร์นั้นไม่ได้เป็นเช่นนั้นและในทุกๆ สิบดอลลาร์ที่ใช้ระบบคอมพิวเตอร์ก็จะเป็นเงินที่ใช้ในส่วนของซอฟต์แวร์เสียเจ็ดส่วน แต่ในขณะที่ต้นทุนเริ่มเหไปในด้านของฮาร์ดแวร์มากกว่าซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนนั้นอาจแทนที่ได้ด้วยเครื่องที่เป็นระบบคู่ขนานแบบพิเศษ เครื่องชนิดหนึ่งจะทำหน้าที่กระจายตัวเลข ในขณะที่อีกส่วนหนึ่งจะควบคุมตัวหุ่นยนต์ ค้นหาพื้นฐานข้อมูล เข้าใจ เขียน และพูดภาษาต่างๆ ได้ หรือแม้แต่มองเห็นได้ด้วย

บริษัท เครย์แอนด์คอนโทรลดาต้า ซึ่งเป็นบริษัทในมินนิอาโปลิส (ปี 1983 ขายได้ 4.6 พันล้านเหรียญ) ได้เปลี่ยนแปลงซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไปเป็นแบบคู่ขนาน เครย์ 1 และคอนโทรลดาต้าไซเบอร์ 205 รวบรวมเอารูปแบบพื้นฐานของฟอน นิวแมนซึ่งนำไปติดต่อกับธนาคารโพรเซสเซอร์แบบธรรมดาที่สามารถใช้งานด้านคณิตศาสตร์เกี่ยวกับการรวบรวมข้อมูลสถิติจำนวนมากและเป็นแบบเดียวกันได้ เรียกว่าเส้นแสดงระยะและขบวนการทางคณิตศาสตร์

เส้นแสดงระยะเส้นหนึ่งอาจจะประกอบด้วยส่วนต่อเนื่องของการอ่านจากเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ เช่น ความกดดันบารอมิเตอร์ในหลายๆ จุดรอบโลก เพื่อทำแผนที่พยากรณ์อากาศหลายๆ บริษัทได้สร้างอาร์เรย์โพรเซสซิ่งกับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบใช้งานทั่วไป บริษัทหนึ่งในจำนวนนั้นคือ โฟลตติ้ง พอยด์ ซีสเทมส์ ในบีเวอร์ตัน โอเรกอนได้ขายเครื่องที่ว่านี้ไปราวๆ หนึ่งร้อยล้านเหรียญเมื่อปีที่แล้ว มากกว่าเมื่อห้าปีก่อนถึงร้อยละ 239

ในตลาดแลกเปลี่ยนหุ้นในนิวยอร์กนั้น ราคาหุ้นของบริษัทนี้ได้พุ่งสูงถึง 45 เหรียญ แต่ก็เช่นเดียวกับหุ้นด้านเทคโนโลยีอื่นๆ ซึ่งประสบความผันผวนอย่างรุนแรงเมื่อเร็วๆ นี้จึงลดลงมาเหลือเพียงแค่ 28.50 เหรียญ ด้วยตัวโพรเซสเซอร์แบบแสดงระยะที่มีราคาต่ำกว่าห้าแสนเหรียญผู้ใช้สามารถปรับปรุงเครื่องราคาสามแสนจากดิจิตอลอีควิปเมนท์ให้เร็วขึ้นได้ในเครื่องที่เรียกว่าแวกซ์ ประมาณหนึ่งในสิบของการทำงานแบบเครย์-1 ที่มีราคาเครื่องละ 7 ล้าน อันเป็นการเสนอที่น่าสนใจสำหรับคนที่ไม่สามารถซื้อเครื่องของเครย์ได้

อาร์เรย์โพรเซสเซอร์และเครื่องใช้คอมพิวเตอร์ที่มีความเร็วสูงอื่นๆ นั้นกำลังเข้าไปสู่สิ่งที่เรียกว่า “คอมพิวเตอร์ไรเซชั่นของวิทยาศาสตร์” ดังที่ เคนเนท วิลสัน นักฟิสิกส์และเจ้าของรางวัลโนเบลจากมหาวิทยาลัยคอร์เนลได้ให้ข้อคิดไว้

พวกเขากำลังนำสิ่งนี้มาแทนเครื่องมือทดลองพลังงานปรมาณู ฟิสิกส์ที่ก้าวหน้า การสำรวจอวกาศ ชีววิทยา การเคมี และการบิน หนทางนี้ได้แผ่ไปทั่วทั้งในการออกแบบและวิจัยในวงการอุตสาหกรรม

ในบริษัทเจนเนอรัลมอเตอร์ส วิศวกรศึกษาการกระแทกของเครื่องยนต์ด้วยแบบคอมพิวเตอร์ที่ทำให้เห็นคลื่นความกดดันที่เกิดขึ้นในกระบอกสูบในรถยนต์หลังจากที่ไอเชื้อเพลิงจุดติดขึ้น

ทุกวันนี้ เครื่องคำนวณเลขที่ว่านี้จะไม่ทำงานในงานที่โพรเซสเซอร์แต่ละตัวทำโปรแกรมต่างๆ กัน แต่อย่างไรก็ตาม ก็จะต้องแลกเปลี่ยนข้อมูลกับโพรเซสเซอร์ตัวอื่นด้วย เครื่องที่เข้าใจคำพูดอาจจะจำเป็นต้องใช้โพรเซสเซอร์ตัวหนึ่งที่จะเป็นตัวนำเอาเสียงออกมา ตัวอื่นๆ ก็จะแสดงคำต่างๆ และส่วนของคำพูด และส่วนที่เหลือก็จะหาความหมาย ตัวโพรเซสเซอร์แต่ละตัวจะคอยทำหน้าที่คะเนและเทียบบันทึกกับโพรเซสเซอร์ตัวอื่นอย่างสม่ำเสมอ เพื่อจะแก้ปัญหาความคลุมเครือและการแสดงออกที่สับสนของมนุษย์ ด้วยวิธีการนั้น เครื่องจะแยกแยะเอาความหมายต่างๆ ของคำออกมา

หุ่นยนต์ที่เคลื่อนที่ไปมาได้อาจจะใช้โพรเซสเซอร์ที่แยกออกจากกันสำหรับการทำหน้าที่เดินเครื่องการขับดัน และการทำงานของข้อต่อของแขนและขาแต่ละส่วน สิ่งเหล่านี้อาจจะต้องปรึกษากันและกัน และโพรเซสเซอร์ที่ทำหน้าที่ดูแลและจำแนกภาพต่างๆ ออกเป็นส่วนพิเศษเช่น สี เนื้อหนัง ความหยาบละเอียด แนวเส้นและส่งต่อการค้นพบที่ได้นี้ไปยังโพรเซสเซอร์ที่สูงกว่า ที่สามารถจดจำสิ่งต่างๆ เหล่านี้ เพื่อเป็นส่วนประกอบของวัตถุที่รู้จักกันอีกต่อไป

ในปัจจุบันนักโปรแกรมจะต้องแจกแจงรายละเอียดอย่างทุกข์ทรมานเกี่ยวกับทุกๆ อย่างที่เขาต้องการให้คอมพิวเตอร์รู้จักและทำได้

นักเชี่ยวชาญบางคนคิดว่าระบบแบบคู่ขนานจะทำให้คอมพิวเตอร์จัดโปรแกรมได้ง่ายขึ้น

แต่ในขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ก็ยังคงถกเถียงกันเกี่ยวกับการที่จะจัดโปรแกรมเครื่องแบบคู่ขนานได้อย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์ด้านคอมพิวเตอร์จากเอ็มไอที คือ ไมเคิล เดอทูโซส์ กล่าวว่า เครื่องแบบคู่ขนานนี้อาจติดอยู่กับภาวการณ์กอดตัวกัน การชะงักงันที่เกิดขึ้นเมื่อโพรเซสเซอร์ตัวหนึ่งต้องคอยสถิติจากอีกตัวหนึ่ง ซึ่งในทางเดียวกันก็จะต้องรอตัวถัดไป และตามกันเป็นลูกโซ่ ระบบแบบคู่ขนานที่ติดอยู่กับสภาพที่ว่านี้อาจจะทำให้การทำงานนั้นเนิ่นช้ากว่าเครื่องแบบฟอน นิวแมน หรืออาจจะไม่เลยก็ได้

และคุณจะสามารถกระจายปัญหาที่ลำดับกันในคณิตศาสตร์หรือตรรกวิทยาได้อย่างไรเพื่อที่จะใช้ได้อย่างเข้ากันในโพรเซสเซอร์แบบที่มีหลายตัว ก็ดังเช่นที่สตรีเก้าคนไม่อาจร่วมมือที่จะผลิตทารกได้หนึ่งคนในเวลาเพียงหนึ่งเดือน ระบบคู่ขนานก็ไม่อาจลดเวลาในการใช้แก้ปัญหาที่จำต้องคิดในเรื่องที่ต้องใช้ขั้นตอนทีละขั้น แต่ปัญหาอื่นที่เกิดขึ้นตามลำดับ อาจจะกระจายออกเป็นส่วนเล็กๆ ที่สามารถแก้ไขได้เร็วกว่าโดยการทำงานของโพรเซสเซอร์ชุดหนึ่งทำงานขนานกันไปแทนที่จะใช้เพียงคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่ง ยกตัวอย่างเช่น ส่วนต่างๆ ของคอลัมน์ตัวเลขยาวๆ อาจจะกระจายออกในโพรเซสเซอร์หลายๆ ตัว ซึ่งตัวรวมก็สามารถนำมารวมกันอีกครั้งหนึ่งได้

ในมหาวิทยาลัยนอร์ท คาโรไลนา ในแชปเปล ฮิลล์ นักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์อีกคนหนึ่งคือ กีย์ลา มาโก้ และคนอื่นๆ ได้ร่วมกันทำงานค้นคว้าระบบแบบคู่ขนานที่จะลดปัญหาที่ซับซ้อนลงอย่างอัตโนมัติมาเป็นการดำเนินงานแบบเก่าหลายๆ ตอนนั้นอาจจะทำได้สำเร็จภายในเวลาพร้อมๆ กัน

ในเครื่องการลดของมาโก้อย่างที่เรียกกันนี้ โพรเซสเซอร์แต่ละตัวจะมีงานพิเศษเฉพาะอย่างที่ต้องทำ เช่น การบวกเลข การคูณ รูปแบบที่ซับซ้อนอาจถูกป้อนเข้าไปในเครื่องคอมพิวเตอร์ และในขณะที่มันไหลซึมเข้าไปในข่ายงาน โพรเซสเซอร์แต่ละตัวก็จะทำหน้าที่เฉพาะอย่างของมันเท่าที่จำเป็น เช่น การจัดวงจรพิเศษในสมองของสัตว์ทำกัน การจัดโปรแกรมเสียใหม่ของโพรเซสเซอร์แบบคู่ขนานจำนวนนับพัน หรือกระทั่งนับล้านๆ ที่จะทำหน้าที่การใช้งานแบบใหม่นั้นจะไม่เหมาะในทางปฏิบัตินัก ดังนั้นโพรเซสเซอร์แต่ละตัวจะได้รับการโปรแกรมที่จัดหน้าที่ที่ต้องทำอย่างถาวรในอัตรางานที่จำกัดและด้วยจุดสุดยอดแล้ว การจัดวางโปรแกรมในเครื่องดังกล่าวที่จะแก้ไขปัญหาใหม่นั้นไม่จำเป็นต้องอาศัยสิ่งอื่นใด เว้นแต่การที่ผู้ใช้งานจะต้องพิมพ์สมการที่จำเป็นและกดปุ่มเดินเครื่อง

ผู้ที่ข้องเกี่ยวกับเครื่องแบบคู่ขนานหวังว่าอาจจะเป็นไปได้ที่เครื่องจะสามารถเรียนรู้สิ่งต่างๆ ได้ด้วยตนเอง คอมพิวเตอร์จะสามารถทำงานที่ไม่มีโปรแกรมเมอร์คนไหนรู้วิธีการที่จะบอกให้มันทำ คนเหล่านี้บอกว่า เครื่องแบบฟอน นิวแมน นั้นเป็นพาหนะที่ค่อนข้างจะงุ่มง่ามสำหรับความฉลาดอย่างคติชีววิทยา ยกตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์และคนคิดแบบคณิตศาสตร์แตกต่างกัน คนมักจะไม่บวกเลขสองกับเลขสองอย่างที่คอมพิวเตอร์ทำ

แทนที่จะทำอย่างนั้น พวกเขาเชื่อกับความจำที่ว่า สองบวกสองเป็นสี่ สิ่งที่ซับซ้อนไปกว่านี้อาจจะเป็นเรื่องการรับรู้ของมนุษย์ในด้านหัวใจ การจดจำ การแยกแยะ การเรียนรู้ และแรงสังหรณ์ สิ่งเหล่านี้เป็นเรื่องที่ยากต่อการอธิบายแม้แต่กับตัวเราเอง ซึ่งนั่นย่อมจะบอกออกมาได้น้อยกว่ามากในเครื่องจักรมู่ทู่แบบนั้นอะไรคือข้อแนะนำของลำดับเหตุการณ์ที่มองเห็นซึ่งจะบอกให้เครื่องรู้วิธีการที่จดจำใบหน้าหนึ่งจากกลุ่มคนได้

จุดสำคัญในการเชื่อมความคิดของมนุษย์นั้นดูจะเป็นเรื่องของการใช้ระบบคู่ขนานจำนวนมหาศาลซึ่งต้องมีการส่งความจำจำนวนนับพันล้านเข้าไปในการโยงกับโพรเซสเซอร์แบบพิเศษของเขาเองที่เป็นเซลล์อันเรียกว่า ประสาท

ความจำของมนุษย์นั้นประกอบด้วยข่ายงานสั่นสะเทือนของโพรเซสเซอร์ที่เทียบบันทึกกับโพรเซสเซอร์ตัวอื่นๆ และเลือกเฟ้นเอาสิ่งที่เหมือนกัน ความสัมพันธ์ในการเรียนรู้ และกระจายความคิดออก

เทอโว โคโฮเนน และเพื่อนร่วมงานในมหาวิทยาลัยฟินแลนด์และเทคโนโลยีได้เลียนแบบความจำของมนุษย์กับเครื่องที่สามารถแยกแยะใบหน้ามนุษย์ผู้หนึ่งออกจากอีกผู้หนึ่งได้ แม้แต่ใบหน้าที่มองจากมุมที่คอมพิวเตอร์ไม่เคยเห็นมาก่อนเลยก็ตาม

นักวิจัยอื่นๆ ได้พัฒนาความคิดแบบคู่ขนานที่ทำให้คอมพิวเตอร์สามารถเรียนรู้ได้ดังเช่นที่มนุษย์เรียนโดยการทดลอง สังเกต ลองผิด ลองถูก ในขณะนี้ ความคิดที่ว่านี้ยังต้องใช้รูปแบบการแสดงเป็นตัวของคอมพิวเตอร์ ฟอน นิวแมน แบบดั้งเดิม และด้วยเหตุนั้นสิ่งนี้จึงยังคงจำกัดวงเป็นเรื่องง่ายๆ ด้วยการใช้โพรเซสเซอร์จำนวนน้อยนิดเท่านั้น

แอนดูรว์ บาร์โต และผู้ร่วมงานของเขาในมหาวิทยาลัยแมสซาซูเซตต์ ในแอมเฮิร์ซได้เปลี่ยนเอาข่ายประสาทซึ่งเรียนรู้ด้วยการลองผิดลองถูกกับความจำเป็นในการยักย้ายถ่ายเทสิ่งต่างๆ เพื่อที่จะสร้างความสมดุลเช่นเดียวกับการวางไม้กวาดไว้บนพาหนะที่เคลื่อนที่ไปมา

โครงการที่สร้างความจำและมีความใฝ่ฝันสูงคือ เครื่องกลแบบคอนเนกชั่น ซึ่งสร้างขึ้นโดย แดเนียล ฮิลลิส ผู้ที่จบมาจากสถาบันเอ็มไอที

ในแบบเยี่ยมสุดของเขานั้น เครื่องจะประกอบไปด้วยตัวโพรเซสเซอร์สักล้านตัวหรือมากกว่านั้นเห็นจะได้ แต่ละตัวมีหน่วยความจำเล็กๆ และมีพลังมากพอๆ กับโพรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ใช้งานในบ้าน

ความเชื่อมโยงของโพรเซสเซอร์ในตัวเครื่องสามารถเปลี่ยนไปสร้างรูปสถาปัตยกรรมแบบคู่ขนานที่แตกต่างออกไปในการใช้งานแบบต่างๆ ตั้งแต่การวินิจฉัยโรคของแพทย์ไปจนถึงการเป็นยานหุ่นยนต์

เครื่องคอนเนกชั่นนี้กำลังรับการปรับปรุงอยู่จากบริษัทเอกชนใหม่แห่งหนึ่งชื่อ THINKING MACHINES ในวอลท์ แฮม แมสซาซูเซตต์ ซึ่งเป็นผู้ประดิษฐ์ชิ้นส่วนที่จำเป็นบางตัว ของเครื่องวีแอลเอสไอ เครื่องที่เหมือนสมองจำนวนมาก เป็นความคิดที่นักวิจัยต่างๆ คือ จอฟฟรีย์ ฮินตัน และ สก๊อต ฟาห์ลแมน แห่งมหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์ก และ เทอร์เรนซ์ เซโนสกี้ แห่งมหาวิทยาลัย จอห์น ฮอพกินส์ กำลังคิดค้นทดลองทำอยู่ ดังเช่นในข่ายงานประสาท เครื่องที่พวกเขาหลับตามองเห็นจะมีตัวโพรเซสเซอร์ที่มีความจำกระจายไปตลอดข่ายงาน

นักวิจัยหวังว่านี่จะทำให้เครื่องสามารถจัดการกับความคิดที่จุกจิกจู้จี้ได้ รวมไปถึงการลงความเห็นทั่วไป การเปรียบเทียบคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมคิดว่าเป็นเรื่องยาก การกระจายความจำนั้นควรจะมีป้อนให้เหลือเฟือและยืดหยุ่นได้ดังเช่น ระบบประสาทของสัตว์ ซึ่งจะประสบความสูญเสียเซลล์จำนวนมากในการจำ โดยที่ไม่ได้สูญไปทั้งหมด เช่นภาพใบหน้าของคุณยาย เป็นต้น

ด้วยความสำเหนียกถึงโอกาสการแข่งขันภาวะการหยุดที่อาจเป็นไปได้ของคอมพิวเตอร์แบบเดิม นักออกแบบคอมพิวเตอร์มากมายในโลกได้กลับสู่กระดานออกแบบ เพื่อโยงเส้นต่างๆ

ญี่ปุ่นเป็นพวกแรกที่เข้าใจว่าอะไรคือผลประโยชน์ที่จะได้รับ อันเป็นส่วนสำคัญของฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ของเครื่องคอมพิวเตอร์ นี่เป็นอุตสาหกรรมที่ดีที่สุดสำหรับประเทศที่พัฒนาแล้วและต้องการขายออกไป ความรู้จากสมองของผู้ที่ได้รับการศึกษาสูง แทนที่จะขายกำลังหรือกล้ามเนื้อ เพื่อชัยชนะของคนทั้งชาติไม่เพียงแต่บริษัทต่างๆ เท่านั้นที่ต้องเสี่ยง การแข่งขันเพื่อจะนำเทคโนโลยีข้อมูลนี้ได้กลายเป็นการแข่งระหว่างชาติที่รัฐบาลกระตุ้นและมีส่วนร่วมด้วย

โครงการรุ่นที่ห้าของญี่ปุ่นที่ได้ประกาศออกไปอย่างเป็นทางการแล้ว (อ่าน “ผู้จัดการ” ฉบับที่ 3 หน้า 103) ได้มุ่งไปยังการพัฒนาระบบคู่ขนานที่สามารถรับรู้สภาพแวดล้อม จดจำ ยักย้ายถ่ายเท แสดงข้อวินิจฉัยจากสัญลักษณ์ที่ไม่ใช่เป็นตัวเลข รูปแบบคำพูด ประโยค และภาพที่เห็น รวมทั้งการได้ยิน คาซูฮิโร ฟูซิ ผู้อำนวยการของโครงการนี้ได้บอกว่า “เรากำลังคิดค้นคอมพิวเตอร์ที่จะใช้งานแบบไม่ใช่ตัวเลขสำหรับทุกวัน จัดขบวนการและเข้าใจข้อความต่างๆ ทำการตัดสินใจ และให้คำแนะนำ คอมพิวเตอร์ที่จะต้องปรับปรุงที่จะทำงานหลายๆ อย่างที่เลขานุการทำกันในทุกวันนี้” เขากล่าวเพิ่มเติมว่า “ต้นทุนการจ้างเลขานุการที่เป็นคนนั้นแพงกว่าคอมพิวเตอร์รุ่นที่ห้ามาก คนรวยและผู้บริหารระดับนำเท่านั้นที่จะจ้างเลขานุการเอาไว้ได้”

ยุโรปได้มุ่งหวังที่จะจับเอาช่วงขณะหัวเลี้ยวหัวต่อของเทคโนโลยีในอันที่จะทำลายความเป็นเจ้าของเครื่องคอมพิวเตอร์ไปจากสหรัฐฯ ให้ได้

ในประเทศอังกฤษ ทั้งภาครัฐบาลและหน่วยอุตสาหกรรมรวมทั้งมหาวิทยาลัยต่างๆ ได้ร่วมมือกันค้นคว้าพัฒนาคอมพิวเตอร์ให้ก้าวหน้ายิ่งขึ้น รัฐบาลจะให้เงินช่วยเหลือเกือบ 300 ล้านเหรียญในระยะเวลา 5 ปีข้างหน้านี้ และบริษัทต่างๆ ก็จะให้จำนวนมากพอๆ กัน

ประชาคมร่วมยุโรปและบริษัทต่างๆ ในยุโรปราวๆ 200 บริษัท รวมไปทั้ง ซีเมนส์ และบริเทนเจนเนอรัล อีเลคทริค ได้รวมเงินกันกว่า 1.1 พันล้านเหรียญ เพื่อที่จะดำเนินโครงการร่วมที่เรียกว่า EUROPEAN STRATEGIC PROGRAM FOR RESEARCH & INFORMATION TECHNOLOGIES

ในโครงการนโยบายร่วมของยุโรปเพื่อการวิจัยและข้อมูลด้านเทคโนโลยี เรียกกันสั้นๆ ว่า ESPRIT ซึ่งทั้งนี้จะครอบคลุมไปถึงเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าด้านคอมพิวเตอร์เพื่อวิจัยจากสารกึ่งตัวนำไปจนถึงเครื่องคอมพิวเตอร์แบบคู่ขนาน และการคิดค้นซอฟต์แวร์ที่ฉลาดกว่าเก่า งานส่วนใหญ่นั้นจะทำโดยห้างร้านและมหาวิทยาลัยต่างๆ

ความหวังของสหรัฐฯ ในอันที่จะดำรงความเป็นผู้นำด้านคอมพิวเตอร์นั้นขึ้นอยู่กับโครงการหลายๆ อย่าง ทั้งของภาคเอกชนและภาครัฐบาล หน่วยงานโครงการวิจัยความก้าวหน้าด้านการป้องกันของเพนตากอน (PENTAGON’S DEFENSE ADVANCED RESEARCH PROJECTS AGENCY DARPA) ได้จัดโครงการดำเนินการด้านคอมพิวเตอร์ที่ต้องใช้เงินถึง 600 ล้านเหรียญในระยะ 5 ปีแรก

เมื่อขึ้นชื่อว่ามีจุดหมายในการแสวงหาประโยชน์จากความก้าวหน้าในด้านไมโครอิเล็กทรอนิกส์ สิ่งที่คิดค้นจากคอมพิวเตอร์ และความเฉลียวฉลาดที่ถูกสร้างขึ้นนี้ โครงการของDARPA ก็ตั้งความปรารถนาที่จะกระตุ้นความร่วมมืออันกว้างขวางและการค้นคว้าในมหาวิทยาลัยในเทคโนโลยีต่างๆ เหล่านี้ด้วยสัญญาการวิจัย

จุดหมายหนึ่งของโครงการคือยานหุ่นยนต์ที่จะสามารถแล่นไปบนถนนอย่างเป็นอิสระ ผ่านป่าไม้ได้ด้วยอัตราความเร็วราวๆ 25 ไมล์ต่อชั่วโมง ซึ่งจะอาศัยภาพที่ประดิษฐ์ขึ้นนำทาง พร้อมสามัญสำนึกอื่นๆ

DARPAไม่ได้เปิดเผยถึงอุปกรณ์พิเศษที่ทำขึ้นนั้นแก่สาธารณชน แต่อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ใช้กับยานหุ่นยนต์ที่ใช้งานบนบกได้นั้น ความสามารถในการนำทางและความรู้สึกและด้วยคอมพิวเตอร์นั้นก็อาจจะนำมาใช้งานได้กับยานอวกาศ ยานที่เล่นในอากาศ หรือแม้แต่ยานใต้น้ำ เพื่อใช้กับงานที่เป็นอันตราย เช่นการสำรวจชั้นต้น เป็นต้น

ในขณะที่คอมพิวเตอร์ระบบคู่ขนานยังคงออกสู่ตลาดไม่ได้มากเช่นนี้ เครื่องแบบ เครย์ เอกซ์ เอมพี (MP คือ MULTIPROCESSOR ขบวนการหลายอย่าง) คือแทบจะนำเอาเครื่องแบบเครย์ 1 จำนวน 2 เครื่องมารวมกันเข้าไว้ในเครื่องเดียว เครื่องเครย์-2 ที่มีกำหนดการนำออกขายในปีนี้จะมีตัวโพรเซสเซอร์ 4 ตัว แต่ละตัวจะมีการใช้งานได้มากกว่าเครย์ 1 บริษัทคอนโทรลดาต้า ได้จัดตั้งบริษัทเล็กๆ บริษัทหนึ่งชื่อ ETA SYSTEMS ขึ้นเมื่อเร็วๆ นี้ โดยถือหุ้นไว้ถึงร้อยละ 90 ทั้งนี้มีจุดมุ่งหมายที่จะพัฒนาซูปอร์คอมพิวเตอร์แบบคู่ขนานให้ทำงานได้เร็วกว่าเครื่องแบบปัจจุบันถึง 20 เท่า ดีเนลเคอร์แห่งเมืองออโรรา รัฐโคโลราโด (ในปี 1982-ขายได้ 1 ล้านเหรียญ) ได้เสนอแบบที่ใช้งานได้ดีมาก ในราคาเครื่องละ 8 ล้านเหรียญ และเปิดโอกาสให้ผู้ใช้สามารถติดโพรเซสเซอร์เข้าไปกี่ตัวก็ได้เท่าที่ต้องการ ในขณะที่ดีเนลเคอร์ขายเครื่องไปได้แล้ว 4 เครื่องนั้นก็ยังหวังว่าจะขายได้อีก 15 เครื่องภายในสิ้นปีนี้ บริษัทยังคงต้องพยายามทำกำไรให้ได้ แต่หุ้นของบริษัทก็ขายไปได้ถึงราคาหุ้นละ 8.5 เหรียญเมื่อเร็วๆ นี้

การวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับระบบคู่ขนานนี้ยังคงดำเนินต่อไปในบริษัทต่างๆ ซึ่งมีการตรวจสอบแนวความคิดใหม่ๆ อีก 70 อย่าง และเช่นเดียวกัน ผู้ผลิตคอมพิวเตอร์รายใหญ่ๆในสหรัฐฯ ก็ได้จัดตั้งกลุ่มวิจัยระบบนี้ในรูปแบบบางประการทั้งนี้รวมไปทั้งบางบริษัทที่น่าสนใจยิ่งคือ กู๊ดเยียร์ แอโรสเปซ ซึ่งได้พัฒนาเครื่องแบบที่ใช้โพรเซสเซอร์ถึง 16,384 ตัวเพื่อใช้งานในองค์การนาซา ซึ่งจะใช้ในการสร้างภาพการสำรวจผิวโลกที่ส่งมาจากดาวเทียมแต่ละดวง ผู้นำในการเกิดเทคโนโลยีใหม่ๆ นี้คือบริษัทเล็กๆ ที่แทงหน่อขึ้นมาและเริ่มต้นขึ้นมาด้วยศาสตราจารย์ในมหาวิทยาลัยต่างๆ รวมไปทั้งผู้ที่ถอนตัวออกจากบริษัทผลิตคอมพิวเตอร์แบบเก่า

ปัญหาแง่หนึ่งในการปฏิวัติการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์แบบขนานนี้ อาจจะเปิดช่องโหว่ให้แก่คู่แข่งมากที่จะพัฒนาเครื่องที่จะใช้งานเฉพาะอย่าง อย่างเช่นที่ FLOATING POINT SYSTEMS ได้ทำมาแล้วกับเครื่องคำนวณแบบเร็วที่ใช้ในงานวิศวกรรมและวิทยาศาสตร์ และที่สำคัญที่สุดคือต้องใช้เวลาหลายปีกว่าจะค้นพบว่า ความคิดใดๆ ที่เหมาะจะนำมาปฏิบัติและประหยัดกว่าและบริษัทใดจะทำให้นักลงทุนรวยขึ้นมาได้ แต่ในทศวรรษหน้า เครื่องแบบคู่ขนานแบบพิเศษดูจะเริ่มแทะเล็มตลาดของเครื่องคอมพิวเตอร์แบบใช้งานทั่วไปเช่นเครื่องใหญ่ของไอบีเอ็ม ทำให้ผู้ชิงชัยรายเล็กๆ จำนวนมากมายในหลายๆ ประเทศมีเวลาสักพักหนึ่งที่จะโตขึ้นมาได้บ้างแล้ว

กลับสู่หน้าหลัก

ผลงานนี้ ใช้สัญญาอนุญาตของครีเอทีฟคอมมอนส์แบบ แสดงที่มา-ไม่ใช้เพื่อการค้า-ไม่ดัดแปลง 3.0 ประเทศไทย