1. 3D интегральные схемы (3D IC)
3D IC — трехмерная интегральная схема (ИС), построенная путем вертикального объединения различных микросхем в один корпус. Внутри корпуса устройства соединены между собой с помощью кремниевых переходников или гибридных соединений. Целью разработки 3D IC было увеличение производительности при вычислительных операциях с одновременным снижением энергопотребления. Понятно, что для 2D-систем повышение производительности означает увеличение площади кристалла и потребляемой мощности. Архитектура 3D IC позволяет увеличить плотность вычислительных элементов при той же или меньшей мощности и при сохранении и даже уменьшении площади. Это приводит к уменьшению размера электронных устройств. В двумерных ИС каждый кристалл размещается отдельно на печатной плате. Затем несколько матриц в одних и тех же корпусах соединяются проводящими дорожками. Укладка нескольких кристаллов друг на друга в одной ИС позволяет экономить много места, а меньшее расстояние между «упакованными» таким образом кристаллами позволяет быстрее обмениваться данными между ними, да еще и с меньшим потреблением энергии. Передача данных между кристаллами, расположенными друг над другом, осуществляется через кремниевые переходники TSV, встроенные в нижний кристалл. Эти TSV представляют собой вертикально расположенные «столбики», которые также состоят из проводящего материала (преимущественно из меди). Объединение кристаллов в один корпус вместо нескольких корпусов на печатной плате увеличивает плотность ввода-вывода в 100 раз. И благодаря новейшим технологиям передача энергии на бит уменьшается до 30 раз.
2. NUI, естественный пользовательский интерфейс
Естественный пользовательский интерфейс, или NUI (Natural UI) — система взаимодействия человека с компьютером, когда пользователь управляет электронным устройством посредством интуитивно понятных действий, связанных с естественным повседневным поведением человека. Наглядной демонстрацией возможностей NUI являются сенсорные экраны, которые позволяют пользователю управлять мобильным устройством более естественно, чем при помощи курсора.
NUI может работать различными способами, в зависимости от цели и требований пользователя. Более простые NUI полагаются на промежуточные устройства для взаимодействия, более продвинутые либо вообще невидимы для пользователя, либо настолько ненавязчивы, что кажутся таковыми.
Еще один хороший пример NUI знаком геймерам: это системы распознавания жестов, которые отслеживают движения пользователя и преобразовывают эти движения в инструкции. Игровые системы Nintendo Wii и PlayStation Move работают с помощью акселерометров и гироскопов на основе контроллера, которые способны определять наклон, вращение и ускорение. Еще более интуитивный тип датчиков оснащен камерой и специальным ПО, которое распознает определенные жесты и преобразует их в действия. Некоторые датчики движения (например, Microsoft Kinect) обеспечивают взаимодействие с помощью движений тела, жестов и голосовых команд.
Развиваются и алгоритмы распознавания речи, когда система идентифицирует произносимые слова и фразы и преобразует их в подходящий электронный формат для взаимодействия. Приложения для распознавания речи включают маршрутизацию вызовов, преобразование речи в текст и работу с компьютером, мобильными и другими устройствами без использования рук. Характерными примерами NUI в этой области являются функции голосового поиска и голосового управления устройством.
3. BigData
Невиданные ранее объемы информации, поступающие в том числе с устройств IoT, требуют создания инновационных решений для эффективного анализа такого количества данных. Согласно отчету Seagate, количество информации в мире и дальше будет расти по экспоненте, и к 2025 году общий объем данных достигнет 175 ЗБ (зеттабайт) против 64 ЗБ в 2020-м. Напомним, 1 ЗБ — это миллион миллионов гигабайт, 1 миллиард терабайт, миллион петабайт или 1 тысяча эксабайт. Представить такое человеческому мозгу уже очень сложно.
Зачем же нужны технологии для анализа терабайтов, петабайтов, а в будущем эксабайтов и зеттабайтов данных? Ответ очевиден: для улучшения качества ИИ, который будет учиться на этой информации. Полные массивы данных повышают качество обучения, поскольку ни один байт не оказывается выброшенным из-за оптимизации. С развитием BigData обретает полный смысл глубокое обучение, которое становится по-настоящему глубоким. Уникальная синергия ИИ и больших данных обеспечивает беспрецедентные возможности для анализа, ведь чем больше данных у алгоритма ИИ, тем более точных результатов он может достичь.
Исследования показывают, что использование связки AI + BigData может автоматизировать почти 80% всей физической работы, 70% работы по обработке данных и 64% задач по сбору данных. Используя обработку естественного языка, ИИ может различать типы информации и находить возможные связи между наборами данных. Он также может распознавать типичные человеческие ошибки, выявлять и устранять потенциальные проблемы с данными. И следующие технологии BigData будут этому способствовать.
4. Облачные технологии
Облачные технологии наращивают свое присутствие в различных областях, и всё больше компаний используют их в самых разных IT-сегментах, от программного обеспечения для бухгалтерского учета до полномасштабных решений IaaS, PaaS, SaaS. Следующая статистика иллюстрирует текущее состояние рынка облачных вычислений:
- Средние и крупные компании уже используют облако для обработки около 94% всех бизнес-процессов. Из этого числа 75% работают по схеме программного обеспечения как услуги (SaaS).
- К концу 2022 года мировой рынок облачных вычислений достигнет капитализации 623 млрд долларов США. К 2025 году эта цифра превысит отметку в 800 млрд долларов.
- Общие расходы конечных пользователей на облачные сервисы к концу 2022 года составят около 397 млрд долларов. В 2021 году эта цифра составляла около 332 млрд долларов.
- Более 92% предприятий используют мультиоблачную стратегию, то есть размещают свои ресурсы на нескольких облачных сервисах со связью между ними, чтобы избежать операционных или финансовых проблем и не потерять важные данные.
- Около трети расходов на IT у средней компании приходится на облачные сервисы.
- На Северную Америку приходится 61% мирового рынка облачных вычислений.
- Более 48% компаний планируют перенести большую часть своих приложений в облако к концу 2022 года.
- К 2025 году предприятия будут развертывать до 95% новых рабочих процессов на облачных платформах.
Эта статистика ясно показывает, что облачные технологии будут играть ключевую роль в IT в ближайшие годы. Что касается облачных тенденций 2022 года, то отметим существенное увеличение доли граничных и бессерверных вычислений (Edge Computing и Serverless Computing), рост мощностей облачных платформ AI/ML (ИИ + машинное обучение) и блокчейна. Также облачные вычисления будут иметь важное значение для систем кибербезопасности на основе ИИ, обзором которых мы и завершим эту статью.
5. Кибербезопасность на основе ИИ
Ежегодный рост числа кибератак и их опасности вынуждает компании, занимающиеся кибербезопасностью, искать технические решения для устранения уязвимостей. Одним из таких решений может стать искусственный интеллект, который будет отслеживать и защищать сети от атак хакеров в режиме реального времени, а не реагировать на угрозу после того, как ущерб уже нанесен.
Также ИИ может помочь принимать специалистам более обоснованные решения, так как позволит лучше определять, как нужно действовать, в зависимости от конкретных угроз. ИИ можно эффективно использовать для автоматического анализа сетевого трафика — на наличие потенциальных угроз или несанкционированного доступа. Он может с высокой степенью точности обнаруживать вредоносные программы, благодаря доступности больших объемов данных для моделей глубокого обучения.
Кроме того, системы кибербезопасности на основе ИИ могут предотвращать утечки конфиденциальных данных организаций и клиентов. Тот же Google три года назад вполне успешно использовал Tensorflow для блокировки 100 миллионов писем со спамом. Поможет ИИ предотвращать и облачные кибератаки, а еще повысит безопасность устройств IoT, хотя злоумышленники тоже научились атаковать сети IoT при помощи ИИ, так что здесь ожидается напряженная схватка.
