Zināmu progresu ienesa integrālās shēmas, taču īstu elektronikas miniaturizāciju spēja nodrošināt vienīgi mikročipu parādīšanās. Pa šo laiku gadiem ilgas attīstības rezultātā sīkie silīcija izstrādājumi sasnieguši tādu sarežģītības pakāpi un produktivitāti, kas robežojas ar fantastiku. Pat zem elektronu mikroskopa arī tehniski izglītots mūsu laikabiedrs spēj saskatīt tikai sarežģītu struktūru neizprotamu labirintu. Laiks, kurā par procesoru dēvētais čips ar tajā iemiesotajām mikroskaitļotāja smadzenēm spēj veikt pārslēgšanas operācijas, mērāms sekundes miljardajās daļās. Šādi procesi jau gandrīz tuvojas gaismas ātrumam - 30 centimetriem sekundes mil- jardajā daļā -, kas teorētiski ir maksimāli iespējamais signāla izplatīšanās ātrums dabā.
Svarīgākais izgudrojums mikroelektronikas jomā ir mikroprocesors, kam piemīt visas būtiskākās skaitļotāja sastāvdaļas; tās ir aritmētiski loģiskā ierīce, komandu skaitītājs, reģistrs un vadības ierīce.
Šis samērā niecīgais procesors vada visu uz silīcija kristāla uzdrukāto, tajā iekodināto un galvanizēto (elektrolīzes procesā pārklātu ar metāla kārtiņu) sistēmu. Procesora dotās komandas tiek izpildītas ar signālu vadības elementu, kā ari programmu un datu atmiņas iekārtu palīdzību. Turklāt mikroprocesors datorā neaizņem daudz vairāk vietas kā piecu marku monēta. Mikroprocesorus izmanto arī dārgākajos un jaudīgākajos printeros.
20. gadsimta 90. gadu sākumā superdatora skaitļošanas jaudu mērīja flopos (Floating Point Operations) sekundē. Tās ir ļoti komplicētas peldošā komata operācijas - aprēķini, kuros tiek saskaitītas vai reizinātas jebkuras divas, parasti ar 15 vietām atmiņā ievadītas vērtības. Jaudīgi skaitļotāji vienā sekundē šādas operācijas veic miljonu un pat miljardu robežās, tātad ietiecas jau megaflopu un gigaflopu robežās.
Teorētiski jau pirms 10 gadiem ātrākie skaitļotāji darbojās trīs gigaflopu robežās, tagad - ap 40 gigaflopiem. Laba programmēšana ļauj faktiski izmantot aptuveni 50 procentus no šīm iespējām. Šādas jaudas datoriem ir daudz paralēlo procesoru.
Ja datoram ir tikai viens procesors, tā jauda samazinās uz aptuveni desmit procentiem. Superdatora jauda, protams, lielā mērā ir atkarīga no šī skaitļotāja operatīvās atmiņas kapacitātes, kas lielākajās iekārtās var sasniegt simtiem miljonu skaitļu. Taču arī ar to bieži vien nepietiek, jo, piemēram, aprēķinot komplicētas dabaszinātniskas sakarības, principā jāņem vērā vienlaikus visas vērtības. Ta kā tas nav iespējams, praktiski līdz pat 30 procentiem skaitļošanas laika tiek iztērēts datu ievadīšanai pastāvīgajā atmiņā un izvadīšanai no tās.
Superdatoru čipu izgatavošanā izmanto ne tikai silīciju, bet arī gallija arsenīdu. Un vadītājjosliņu kodināšanā tagad izmanto rentgenstarus, kas nodrošina lielāku precizitāti nekā lāzers.
Siltuma izdalīšanos, supravadošajiem elektroniem pārnesot informāciju, novērš ar dziļu atdzesēšanu. Tie arī vairs nav elektroni, kas ar neaprakstāmu ātrumu pārvietojas pa vadiem, bet gan fotoni (gaismas daļiņas).
Pētnieks Džons fon Neimanis jau pirms pusgadsimta izstrādāja jaudīga datora koncepciju. Šādu superskaitļotāju veido divi tādi paši pamatkomponenti kā parastu PC: atmiņa ar visu ieprogrammēto informāciju un darba instrukcijām, kā arī procesors, kas izpilda visas skaitļošanas operācijas. Taču šo sastāvdaļu uzbūvei superskaitļotājā vairs nav nekā kopīga ar standarta datoru. Jebkuram no šodien pasaulē darbojo- šamies superdatoriem ir iekšēji paralēli slēgumi. Paralēli saslēgtu, kopīgi strādājošu procesoru priekšrocības apzinājās jau Neimanis, taču pirms mikročipu parādīšanās šādas tandēmu sistēmas nebija tehniski realizējamas. Divdesmitā gadsimta četrdesmito gadu datori bija vēl aprīkoti ar elektronu lampām, kas aizņēma daudz vietas. Viens no šodien pazīstamākajiem ir sava radītāja Seimora Kreja vārdā nosauktais superdators Cray-2. Praktiski visas superdatoru jaunākās paaudzes, kas radītas divās pēdējās desmitgadēs, saistītas ar Kreju. Lielā mērā tas ir viņa nopelns, ka datorteh- noloģijā ASV aizvien vēl ieņem vadošo vietu pasaulē.
Cray-2 bija sava laika viens no ātrākajiem lielajiem skaitļotājiem. Neraugoties uz milzīgo jaudu, tas bija ļoti kompakts, un tieši tāpēc strādājot izdalīja tik daudz siltuma, ka to varēja darbināt tikai iegremdētu ar šķidru tetrafluoroglekli pildītā baseinā. Bez šādas dzesēšanas tas uzreiz uzliesmotu. Neraugoties uz būtiski miniaturizēto konstrukciju salīdzinājumā ar iepriekšējiem modeļiem, Cray-2 centrālais procesors spēja veikt 1,2 miljardus operāciju sekundē. Krejs to panāca, izmantojot četrus paralēli saslēgtus procesorus. Tomēr Crat/-2 vēl nespēja nodrošināt tādu skaitļošanas efektīvo jaudu, kādu pieprasīja dabaszinātnieki un pirmām kārtām astronomi komplicētu nākamās paaudzes aprēķinu veikšanai.
Gluži citu principu savā superdatorā izmantoja Ņujorkas Kolumbijas universitātes datorzinātnieks Deivids Šovs. Četru paralēli saslēgtu jaudīgu procesoru vietā viņš strādāja ar miljons mazu piramīdveidīgi izkārtotu vienā komunikācijas sistēmā saslēgtu procesoru. Vienīgi šīs piramīdas virsotnē atradās daži lieljaudas procesori. Būvējot savu skaitļotāju, Šovs vadījās no pieņēmuma, ka pretstatā nedaudzu "supersmadzeņu" kooperācijai, lielāku rezultējošo jaudu dos daudzu nelielu "smadzeņu" kopdarbība.
Pašreiz viens no jaudīgākajiem pasaulē ir Thinking Machines Corporation paralēlais skaitļotājs CM5 [1] . Taču izrādās, ka pat šie visjaudīgākie superdatori ir un paliek "profesionāli idioti", jo to darbības efektivitāte ir šauri ierobežota. It īpaši šī problēma aktualizējas, ja datoram uzdod izpildīt vairākus uzdevumus vienlaikus.
Šodien ir radīti datori, kas ne vien reaģē uz dabisku runu, bet ari balstās uz cilvēka komunikatīvās izturēšanās veidu un spēj risināt problēmas. Savu komunikatīvās izturēšanās veidu tie pieskaņo lietotāja vajadzībām - tas nozīmē: tie var dot padomus, kritizēt un mācīt. Tas attiecas ne vien uz programmatūru, bet ari uz aparatūru.
Vēl vairāk - tie spēj koordinēt grupas kopīgu darbu, ne vien interpretēt, bet arī koriģēt neprecīzus vai pretrunīgus rīkojumus un atbilstoši lietotāja vēlmei pat sniegt viņam atskaiti par grupas dalībnieku izturēšanos un veikumu.
Bet atgriezīsimies pie kvarca kristāla: tas uzskatāms par vienu no lētākajiem un stabilākajiem radioviļņu avotiem. Šodien neskaitāmi rokas pulksteņi, televizori, datori, mobilie telefoni un videomagnetofoni ir apgādāti ar plānām kvarca plāksnītēm. Kvarca pulksteņos kvarcs oscilē ar 32,768 kilohercu frekvenci, t. i., 32 768 reizes sekundē. Tūkstošiem kvarca plāksnīšu radioaparātos un televizoros atdala citu no citas raidītāju frekvences.
Taču šie elektroniskās ierīcēs iebūvētie kvarca kristāli ir tikai jauna laikmeta - optikas laikmeta - priekšvēstneši. Tas sākās līdz ar tranzistora un optisko šķiedru tehnoloģijas radīšanu, kas datu pārraidīšanā nomainīja vara vadus. Jau šodien lielākā daļa mājokļu Vācijā savienoti ar stikla pavedieniem mata resnumā - simtiem TV kanālu nesēju. Lāzerdiskā var ierakstīt nesalīdzināmi vairāk informācijas nekā iepriekšējo paaudžu disketēs. Optiskie datori strādā nevis ar elektroniem, bet gan ar fotonu plūsmas radītiem lāzer- stariem. Lāzera augstā precizitāte ļauj ierakstīt informāciju daudz mazākā tilpumā un tomēr precīzi to nolasīt. Datorgi- gantu laboratorijās jau strādā pie hologrāfisku atmiņas ierīču radīšanas, kas ātruma un kapacitātes ziņā tālu pārspēs lāzerdiskus. "Holoatmiņas" ierīcēs, ar kuru izstrādāšanu šodien nodarbojas laboratorijā Ostinā, Teksasā, informāciju ieraksta "fotorefraktīvā kristālā trīsdimensiju optiskas hologrammas formā". Dati glabājas kā divdimensiju "lapas" gaismas jutīga kristāla trīsdimensiju tilpumā. Datu sakārtošana lapās vienkāršo pieeju tiem. Lai pārnestu tādu informācijas daudzumu, ar kādu visātrākā diskete spētu tikt galā piecās stundās, "holoatmiņai" nepieciešama viena sekunde.