Máy tính, Internet rồi di động, vậy kỷ nguyên tiếp theo của chúng ta sẽ là gì?

Những tiến bộ của ngành công nghiệp điện toán phụ thuộc vào hai chu kỳ độc lập: chu kỳ tài chính và chu kỳ sản phẩm. Những thị trường tài chính đang thu hút nhiều sự chú ý. Chúng có xu hướng biến động bất thường và đôi khi dữ dội. So với nó, chu kỳ sản phẩm thu hút ít sự chú ý hơn, cho dù nó thực sự đẩy cả ngành công nghiệp điện toán tiến về phía trước. Chúng ta có thể hiểu và dự đoán chu kỳ sản phẩm bằng cách nghiên cứu quá khứ và suy rộng về tương lai.

Chu kỳ sản phẩm công nghệ đang củng cố lẫn nhau giữa những nền tảng và ứng dụng. Một nền tảng mới sẽ mang lại ứng dụng mới, ngược lại ứng dụng sẽ làm cho nền tảng mới có giá trị hơn, tạo ra một vòng phản hồi tích cực. Những chu kỳ công nghệ nhánh nhỏ hơn, nhưng diễn ra liên tục, thường trong một khoảng thời gian từ 10 đến 15 năm (với các sản phẩm trong lịch sử) – những chu kỳ công nghệ mới bắt đầu sẽ hoàn toàn thay đổi ngành công nghiệp điện toán.

Thời kỳ PC cho phép các doanh nghiệp tạo ra ứng dụng xử lý văn bản, bảng tính và các ứng dụng máy để bàn khác. Thời kỳ Internet tạo ra các cỗ máy tìm kiếm, thương mại điện tử, email và tin nhắn, mạng xã hội, các ứng dụng SaaS và những dịch vụ khác. Thời kỳ Smartphone tạo ra tin nhắn di động, mạng xã hội di động, và các dịch vụ theo yêu cầu như chia sẻ chuyến đi. Hiện nay, chúng ta đang ở giữa kỷ nguyên di động. Dường như chúng ta sắp được chứng kiến nhiều phát minh khác về di động sắp tới.

Mỗi kỷ nguyên sản phẩm có thể chia thành hai giai đoạn : 1) giai đoạn thai nghén, khi nền tảng mới lần đầu được giới thiệu nhưng vẫn còn đắt đỏ, chưa hoàn thiện, và quá khó sử dụng. 2) giai đoạn tăng trưởng, khi một sản phẩm mới đến và giải quyết các vấn đề, dẫn đến một thời kỳ tăng trưởng tiếp theo cấp số nhân.

Chiếc máy tính Apple II ra mắt vào năm 1977 (và chiếc Altair năm 1975) nhưng nó đã bị chiếc IBM ra mắt vào năm 1981 loại ra khỏi giai đoạn tăng trưởng của PC.

Giai đoạn thai nghén của internet diễn ra vào những năm 80 đầu 90, khi đó chỉ được sử dụng bởi các viện hàn lâm và chính phủ. Sự ra mắt của trình duyệt Mosaic năm 1993 đã bắt đầu thời kỳ tăng trưởng, và vẫn tiếp tục cho đến tận bây giờ.

Điện thoại di động xuất hiện vào những năm 90, và những điện thoại thông minh đầu tiên như Sidekick và Blackberry vào đầu những năm 2000, nhưng giai đoạn tăng trưởng của smartphone thực sự bắt đầu vào 2007 – 2008 với sự ra mắt iPhone và Android. Dự kiến đến năm 2020, khoảng 80% dân số toàn cầu sẽ có thiết bị này.

Chu kỳ sản phẩm và chu kỳ tài chính độc lập với nhau.

Nếu mô hình 10 – 15 năm này tiếp tục được lặp lại, kỷ nguyên điện toán tiếp theo sẽ bước vào giai đoạn tăng trưởng trong vài năm tới. Trong bối cảnh đó, chúng ta nên chuẩn bị cho giai đoạn thai nghén tiếp theo. Có một số xu hướng quan trọng về cả phần cứng và phần mềm có thể cho chúng ta một cái nhìn về những gì sắp tới trong kỷ nguyên điện toán tiếp theo.

Phần cứng: nhỏ, rẻ và phổ thông

Trong kỷ nguyên của máy tính lớn, chỉ có những tổ chức lớn mới đủ tiền để trả cho một chiếc máy tính. Các máy tính mini chỉ phù hợp với tổ chức nhỏ, PC cho gia đình và  văn phòng, và smartphone cho các cá nhân. Giờ chúng ta đã bước vào kỷ nguyên mà các bộ vi xử lý và các cảm biến đang ngày càng nhỏ và rẻ đến nỗi số lượng máy tính sẽ còn nhiều hơn số người.

Có hai nguyên nhân cho điều này. Một là sự tiến bộ đều đặn của ngành công nghiệp bán dẫn trong 50 năm qua (định luật Moore). Thứ hai là như điều Chris Anderson thường gọi đó là “Phần yên tĩnh của cuộc chiến smartphone”. Những thành công vang dội của smartphone dẫn đến khoản đầu tư khổng lồ vào bộ vi xử lý và cảm biến. Nếu bạn tháo một chiếc drone đời mới, kính VR hay thiết bị IoT ra, bạn sẽ thấy các linh kiện tương tự như của smartphone trong đó.

Trong kỷ nguyên bán dẫn hiện đại, trọng tâm đã chuyển từ các CPU độc lập sang hàng tá các chip chuyên dụng, còn được gọi là hệ thống trên một chíp – chip SoC.

Một SoC điển hình của ARM sẽ bao gồm hàng tá các chíp chuyên dụng khác như, chip xử lý đồ họa, bộ vi xử lý, chip giao tiếp, quản lý năng lượng, xử lý video và nhiều nữa.

Kiến trúc mới đã hạ giá thành của hệ thống máy tính cơ bản từ 100 USD xuống chỉ còn 10 USD. Bạn có thể mua một chiếc Rapsberry Pi Zero chạy Linux với giá chỉ 5 USD. Một mức giá tương tự dành cho bộ vi điều khiển có wifi chạy trên phiên bản Python. Có lẽ chúng ta sẽ sớm chứng kiến những chíp này với giá chỉ 1 USD, đủ thấp để nhúng một máy tính vào hầu hết mọi nơi.

Raspberry Pi Zero, máy tính chạy Linux với giá chỉ 5 USD.

Trong khi đó, vẫn có những cải tiến đáng kinh ngạc về hiệu suất trong các bộ xử lý cao cấp. Đặc biệt quan trọng trong đó là GPU, một trong những sản phẩm tốt nhất được làm bởi Nvidia. GPU không chỉ hữu dụng cho việc xử lý đồ họa, mà còn cho các thuật toán máy học và thiết bị tăng cường thực tế ảo. Lộ trình của Nvidia hứa hẹn sẽ cải thiện hiệu suất đáng kể trong những năm tới.

Một công nghệ đặc trưng là điện toán lượng tử, hiện nay mới xuất hiện tại các phòng thí nghiệm nhưng nếu thương mại hóa thành công sẽ mang lại những thay đổi trọng đại về hiệu suất cho những lớp thuật toán hiện tại trong các lĩnh vực như sinh học và trí tuệ nhân tạo.

Phần mềm: Kỷ nguyên vàng của AI

Có rất nhiều điều thú vị đối với phần mềm ngày nay. Nhưng có lẽ bước đột phá về phần mềm thú vị nhất đang xẩy ra là trí tuệ nhân tạo AI. AI có một lịch sử dài của những quảng cáo và sự thất vọng. Alan Turing từng dự đoán rằng máy móc có thể bắt chước con người thành công vào năm 2000. Tuy nhiên, có những lý do hợp lý để nghĩ rằng AI có thể đang ở vào kỷ nguyên vàng.

Đa phần sự phấn khích của AI được tập trung vào “học sâu”, một kỹ thuật máy học đã được phổ biến bởi một dự án nổi tiếng của Google vào năm 2012. Dự án này sử dụng một cụm máy tính khổng lồ để học cách nhận ra các chú mèo trong video trên Youtube. Học sâu là một hậu duệ của mạng lưới thần kinh, một công nghệ khai sinh vào những năm 40. Nó được mang trở lại hiện tại bởi sự kết hợp của nhiều yếu tố, bao gồm những thuật toán mới, điện toán song song giá rẻ, và sự phổ biến rộng rãi của bộ dữ liệu lớn.

Tỷ lệ lỗi của thách thức ImageNet giảm dần theo thời gian.

Tuy nhiên, điều làm cho kỹ thuật này trở nên phần khích lại đến từ lý thuyết và kết quả thực tế ấn tượng. Ví dụ, tỷ lệ lỗi cho người chiến thắng của thách thức ImageNet – một cuộc thi về khả năng nhìn của máy – thường là 20 – 30% trước khi có học sâu. Sau khi sử dụng kỹ thuật này, độ chính xác của thuật toán giành chiến thắng đã cải thiện dần, và trong năm 2015 đã vượt qua hiệu suất của con người.

Rất nhiều trong số các giấy tờ, dữ liệu và công cụ phần mềm liên quan đến học sâu đã được mã nguồn mở. Điều này mang lại một tác động lớn lao, cho phép các cá nhân và các tổ chức nhỏ xây dựng các ứng dụng mạnh hơn. Ví dụ : Whatsapp có thể xây dựng một hệ thống tin nhắn toàn cầu, phục vụ đến 900 triệu người với chỉ 50 kỹ sư, so với hàng ngàn kỹ sư chúng ta cần cho các hệ thống tin nhắn thế hệ trước. Hiệu ứng Whatsapp này đang diễn ra với AI.

Và đây là một startup nhỏ tạo ra một chương trình phân loại đối tượng theo thời gian thực.

Chúng ta sẽ sớm thấy những nâng cấp đáng kể cho trí thông minh của tất cả các loại sản phẩm, bao gồm : trợ lý ảo, cỗ máy tìm kiếm, phần mềm trả lời tự động, máy quét 3D, máy dịch ngôn ngữ, ô tô, máy bay không người lái, hệ thống hình ảnh ý tế và nhiều nữa.

“Kế hoạch kinh doanh của 10.000 startup sắp tới rất dễ dự đoán : chọn một yếu tố X nào đó và thêm AI vào.” Kevin Kelly, phóng viên trang The Wired cho biết.

Các startup xây dựng sản phẩm AI sẽ cần tập trung vào ứng dụng cụ thể để cạnh tranh với những công ty công nghệ khổng lồ, những người đã đưa AI lên ưu tiên hàng đầu. Hệ thống AI sẽ tốt hơn khi thu thập được nhiều dữ liệu hơn, do vậy sẽ tạo ra một vòng lặp về hiệu ứng mạng dữ liệu (nhiều người dùng – nhiều dữ liệu – sản phẩm tốt hơn – nhiều người dùng hơn). Startup về bản đồ Waze sử dụng hiệu ứng mạng dữ liệu để tạo ra những bản đồ còn tốt hơn cả những đối thủ cạnh tranh có số vốn khổng lồ. Các startup AI thành công sẽ đi theo một chiến lược tương tự.

Phần mềm phần cứng: thế hệ máy tính mới

Hiện có rất nhiều nền tảng điện toán mới đang ở trong giai đoạn thai nghén, nhưng sẽ sớm trở nên tốt hơn – và có thể tiến vào giai đoạn tăng trưởng – khi chúng kết hợp với những tiến bộ gần đây của phần cứng và phần mềm. Cho dù chúng được thiết kế và đóng gói rất khác biệt, chúng vẫn có những điểm chung : chúng cho chúng ta những khả năng mới và tăng cường những khả năng cũ bằng cách nhúng một lớp ảo hóa thông minh lên thế giới thực. Dưới đây là một số đánh giá tổng quan về các nền tảng mới.

Ô tô tự hành: các công ty công nghệ lớn như Google, Apple, Uber và Tesla đang đầu tư đáng kể nguồn lực vào ô tô tự động. Các ô tô bán tự động như Tesla Model S đã xuất hiện và sẽ được cải thiện nhanh chóng. Xe tự lái hoàn toàn sẽ cần thời gian lâu hơn nhưng có thể không đến 5 năm nữa. Đã tồn tại những ô tô tự lái hoàn toàn giỏi gần như người. Tuy nhiên, vì những lý do văn hóa và luật lệ, các ô tô tự lái hoàn toàn sẽ cần tốt hơn đáng kể so với con người trước khi chúng được chấp nhận rộng rãi.

Môi trường bản đồ của xe tự hành.

Không chỉ các công ty công nghệ lớn, các nhà sản xuất xe hơi khổng lồ cũng đang bắt đầu đầu tư nghiêm túc vào lĩnh vực này. Thậm chí bạn có thể thấy những sản phẩm thú vị được làm bởi các startup. Các công cụ phần mềm học sâu đã tốt đến mức một lập trình viên đơn độc có thể làm được một chiếc ô tô bán tự hành.

Máy bay không người lái Drone: các máy bay không người lái đồ chơi hiện nay chứa phần cứng hiện đại (hầu hết các linh kiện của smartphone và các bộ phận cơ khí), nhưng có phần mềm tương đối đơn giản. Trong tương lai gần, chúng ta sẽ thấy những chiếc drone kết hợp với công nghệ nhìn tiên tiến của máy tính và các AI khác, để làm chúng trở nên an toàn hơn, điều khiển dễ hơn và hữu dụng hơn. Khả năng quay phim sẽ tiếp tục được phổ biến, nhưng cũng có những ứng dụng quan trọng sử dụng trong thương mại. Có hàng chục triệu người làm các công việc nguy hiểm liên quan đến việc leo bên ngoài các tòa nhà cao tầng, các tòa tháp và các kiến trúc khác, có thể được thay thế bởi các drone an toàn và hiệu quả hơn.

Hình ảnh được quay bằng camera trên drone.

Internet of Things : các ứng dụng rõ ràng của thiết bị IoT như tiết kiệm năng lượng, bảo mật và tiện dụng. Nest và Dropcam là các ví dụ phổ biến về hai hạng mục hàng đầu này. Một trong những sản phẩm thú vị nhất đối về danh mục tiện ích là Amazon Echo. IoT cũng sẽ được chấp nhận môi trường doanh nghiệp. Ví dụ, các thiết bị với cảm biến và khả năng kết nối mạng sẽ trở nên hữu dụng để giám sát các thiết bị công nghiệp.

Thiết bị đeo: các máy tính đeo được ngày nay đã được thu nhỏ về kích thước, kể cả pin, hệ thống liên lạc và bộ xử lý. Những thiết bị thu được thành công khi tập trung vào những ứng dụng hẹp như theo dõi sức khỏe. Khi các linh kiện phần cứng tiếp tục được cải thiện, các thiết bị đeo sẽ hỗ trợ nhiều ứng dụng như smartphone đã làm, mở ra một thế hệ ứng dụng mới. Như với IoT, giọng nói sẽ có thể trở thành giao diện người dùng chính.

Thực tế ảo VR: 2016 là một năm đầy phấn khích cho thiết bị VR với sự ra mắt của Oculus Rift và HTC/Valve Vive (gần đây nhất là còn có Samsung Gear), cho thấy những hệ thống VR thoải mái và nhập vai cuối cùng sẽ được công bố công khai. Thiết bị VR cần các màn hình đặc biệt (độ phân giải cao, tốc độ refresh cao, độ lưu sáng thấp), đồ họa mạnh mẽ, và có khả năng theo dõi chính xác vị trí người dùng. Năm nay, công chúng sẽ lần đầu có được những trải nghiệm về “sự hiện diện” – khi giác quan của bạn hoàn toàn bị đánh lừa rằng bạn vừa mới được đưa đến một thế giới mới.

Hình ảnh trong trò chơi có sử dụng kính VR.

Kính VR sẽ tiếp tục được cải thiện và có giá thành rẻ hơn. Phần lớn các nghiên cứu chính bao gồm : 1) tạo ra công cụ kết xuất hình ảnh và ghi lại nội dung, 2) là công nghệ nhìn của máy cho khả năng theo dõi và quét trực tiếp từ điện thoại và kính đeo, 3) hệ thống phân bổ đầu cuối để lưu trữ các môi trường ảo lớn.

Thực tế tăng cường AR : công nghệ này xuất phát muộn hơn so với VR do đòi hỏi phải có những công nghệ mới bổ sung bên cạnh VR. Ví dụ AR cần kỹ thuật nhìn tiên tiến và độ trễ thấp của máy để kết hợp thực tế và đối tượng ảo khi tương tác một cách thuyết phục. Nhưng rất có thể AR sẽ xuất hiện sớm hơn bạn tưởng.

Giao diện sử dụng của kính Hololens.

Điều gì sẽ đến tiếp theo?

Có thể thấy chu kỳ 10 – 15 năm của điện toán đã kết thúc và di động là kỷ nguyên cuối. Cũng có thể kỷ nguyên tiếp theo chưa đến ngay trong thời gian gần, hoặc chỉ là một tập hợp con của những nền tảng điện toán mới thảo luận ở trên, sẽ bắt đầu trở nên quan trọng.

Nhưng chú ý rằng rất nhiều các thiết bị mới còn đang trong giai đoạn thời niên thiếu. Đó là vì chúng vừa mới qua giai đoạn thai nghén. Cũng giống như PC vào những năm 70, internet vào những năm 80, smartphone vào những năm 2000, chúng ta đang được thấy từng phần của tương lai vẫn chưa đến. Nhưng tương lai đang đến, và dù thị trường có lúc đi lên, có lúc đi xuống, nhưng công nghệ điện toán vẫn vững bước tiến về phía trước.

Tham khảo Medium.com