コンピュータの能力はどこまで進歩するか

コンピュータの能力は今後どこまで進歩すると考えますか。
例えば100年後、1000年後あるいは10000年後についてどうでしょうか。
またコンピュータの能力が現在の100倍、1000倍、10000倍あるいはそれ以上になったとしたら世界はどう変わると考えますか。

現在のコンピュータの基準値をPentium 4GHz 4GBとして考えます。

No.6 ベストアンサー 回答者： phobos 回答日時： 2009/12/25 16:33

わずか３行ですが、これはものすごい難問ではないでしょうか、質問者様。

正確な予測をしようとしたら、膨大な知識・見識と想像力・構想力を持った人たちが大勢でカンカンガクガク議論する必要があるでしょうし、なおかつそれでも正しく予想できるかどうか保証はない、というくらい難しい問題だと思われます。

私としてはごく気軽に、根拠のない勝手な空想を以下に述べさせていただきます。

> コンピュータの能力は今後どこまで進歩すると考えますか。

見当がつきません。ただ言えることは、

１）現在のＰＣは言うに及ばず、世界最速のスーパーコンピュータでさえ、計算機の基本原理としては６０年前から変わっていないと言うことです。

もちろんこの間に演算素子や記憶媒体などは大改良を重ねて小型化・高密度化・高速化されて大幅に能力が上がってきていますし、今後もしばらくはその進歩が続くことでしょう。

しかし依然として「一つの演算素子で一度に一つの１ビット演算をする」というフォン・ノイマン型計算機の基本原理に則っており、この限りではいずれ物理的な制約で能力向上は頭打ちになることでしょう。

私の勝手な空想・妄想では、その限界は同じ容積のコンピュータで比べて、現在のものの一万～百万倍のオーダーではないかと思います（重ねて言いますが、全く根拠はありません）。

２）ANo.2のご回答にもある「量子コンピュータ」、これは現在世界中で研究中で、原理はよく知りませんが、とにかく演算ゲートが原子サイズ（超高密度）で、量子の不確定性原理を応用して、並べた原子の数に応じた複数ビットの複数演算を一瞬で行う（超並列演算）など、現在までのコンピュータとは全く原理が違うものだそうです。

同時並列演算は別の時空で行われる、とも解釈できるようで、私などはいっそ「超時空計算機・Ｑコン」と呼びたいところです。

これが実用化された時にどんな能力を発揮できるかなど想像もできませんが、少なくとも現在のインターネット上の暗号システム（盗聴されても解読のために膨大な計算時間が必要）はたちまち解読されて無意味になってしまう、と言われています。

また小型化の面では、たとえば現在のスーパーコンピュータシステム（体育館のフロア全面を埋めるような大きさ）の能力が、ポケットに入る程度の大きさの量子コンピュータで可能になるかもしれません。

そうすれば人間の五感に仮想現実をリアルタイムでオーバーラップさせるマン＝マシンインタフェースなども実用化されるかもしれません。

いずれにせよ、未来の超コンピュータをZ80だのPentiumだのと比較するのは、ジャンボジェット機の性能を示すのにゴム動力模型飛行機が比較対象にならないのと同じように、実用的な意味がないくらいの性能差になるのではないでしょうか（と直答を避けます）。

> またコンピュータの能力が現在の100倍、1000倍、10000倍あるいはそれ以上になったとしたら世界はどう変わると考えますか。

「世界」というのが人類社会全体のことであるとすれば、これこそ難問中の難問です。
たぶん、人々が使う小物アイテムとしては小型化、高性能化、複合機能化が進むことでしょうが、10000倍程度では「世界」には根本的な変化は無いと思われます。
ただし、世界を変えうる要素としては、コンピュータの性能自体よりも、その使われ方＝人間との関わり方の変化の方が大きいのではないかと思われます。
言い換えれば、人間とコンピュータとの関係が人間どうしの関係よりも深く強くなってきたとき、人間社会の構造が大きく変容していくのではないかと思うのです。

> 例えば100年後、1000年後あるいは10000年後についてどうでしょうか。

早ければ数十年のうちには量子コンピュータの実用化が始まるかもしれません。
100年後には間違いなく現在までの方式のコンピュータは絶滅していることでしょう。

石器で狩りをしていた10000年前のご先祖様が現代を予想もできなかったように、今から10000年後を現代の誰が予想できましょう。

一つだけ言えることは現代人から見たら魔法にしか見えないようなテクノロジーが普通に用いられているであろう、ということです。

もう一つ言えることは、その時代になってもヒトそれ自体はあまり変わっていないだろうと言うことでしょうか。
人々は魔法のようなスーパー・テクノロジーを使いながらも「好きだ嫌いだ、嬉しい悔しい」と相変わらず人の世で一喜一憂しているのではないでしょうか。

なお、質問者さんはＳＦを読まれますか？
もしあまり読んだことがないのでしたら、（良くできた）ＳＦ小説をお読みになってみることをおすすめします。プロの作家が想像力を駆使してかつ科学的裏付けをしてもっともらしく描いた未来の姿が、きっと参考になるかと思います。

とりあえずはマン＝マシンインタフェースの描写の一例として、
山本弘「地球移動作戦」早川ＳＦシリーズ、2009
　http://www.hayakawa-online.co.jp/product/books/1 …
などをおすすめします。

この回答への補足

＞もう一つ言えることは、その時代になってもヒトそれ自体はあまり変わっていないだろう
はたしてそれはどうでしょうか。生物としての人類は常に進化の途上にあることを忘れていないでしょうか。
しかもこの進化のスピードは環境の変化、すなわち文明発展のスピードによって加速されると考えませんか？
私はそのように考えます、加速されるものであると。

補足日時：2009/12/25 20:53

この回答へのお礼

ありがとうございます。

私はこの問題、20年ほど前から考えて続けています。コンピュータは将来どうなるであろうかと。

ここで30年前と今とでPCがどのくらい性能向上したか、ちょっとばかし単純比較してみます。
　30年前　8ビットZ80 CPU　2MHｚ　（当時使っていたもの）
　現在　　32ビット Intel Core Quad CPU Q6600 2.4GHz　（今現在使っているもの）
を基準にしたとすると、クロック数で1200倍×バス幅で4倍-->計4800倍の性能向上があったと見積もります。

単純にこの調子で性能向上が続くと仮定すると（つまり現実的改良方法などの問題は無視するとして）、あと30年で現在の4800倍、60年で2300万倍の性能アップとなります。
もちろん量子コンピュータを含め如何なるテクノロジーを用いても単純にこうはならないとは思いますが、全く考えられないことでもないでしょう。
またネットのおかげでだいぶ世界は変わったというのは実感しております。30年前に現在のネット社会を予測した人などだれもいないでしょう。私も全く予測できませんでした、ネットでこのようなQ&Aを投じるなどは。
ＳＦ小説の話ですが2001年宇宙の旅にHALという知能をもったコンピュータが登場しますが、2009年現在知能をもったコンピュータは実現していないのでこの映画はやはり夢物語であったとなります。

お礼日時：2009/12/25 17:44

No.15 回答者： comme7 回答日時： 2009/12/28 00:53

アナログ系の教授の授業中の雑談で聞きましたが、ムーアの法則通りにいくと2020年頃には（正確には覚えてませんが、このあたりです）量子のサイズになってしまうらしいです。

これ以上小さくするのに量子力学が必要になるのか、もう小さくするのが不可能なのか私にはよくわかりませんが、このまま集積回路を小さくしていく方針だと飽和しそうな予感がします。

量子コンピュータについては、うちの研究室でも量子制御をおこなってます。量子スピンの制御自体はある程度でき始めているらしいですが、ノイズがかなりの課題になっているらしいですよ。

あと、コンピュータが早くなるのにはかなり意味がある気がします。
シミュレーションなんかでもかなり重要だと思います。遺伝的アルゴリズムの研究をなさっている修士の方が「修論の結果が出るまでに、計算が６カ月かかる。６カ月かかったら修論出せない！！」って嘆いてました（並列コンピューティングをして間に合わせたみたいですが）。

No.14 回答者： ytrewq 回答日時： 2009/12/27 13:30

今のコンピューターは半導体で作られています。

半導体集積回と異なる技術でコンピューターが作る技術は、まだ基礎研究の段階で、実用化のめどは全く立っていません。
したがって、現実的な予想をするなら、半導体集積回路をベースに考えるしかありませんが、半導体集積回路は開発されて、まだ５０年ほどしかたっていないので、１００年後や１０００年後を予測することは無理です。

とりあえず現状を確認しておきたいと思います。

半導体集積回路の素子数は18ヶ月ごとに倍になるという、ムーアの法則があります。　これは理論的に証明されたものではなく、経験則にすぎないのですが、これまでのコンピューター能力はほぼムーアの法則によって向上してきました。
ムーアの法則は半導体の微細化技術の進歩によって維持されてきましたので、今後もコンピューターが半導体で作られるならば、能力がどこまで進歩するかは半導体の微細化技術がどこまで行くかにかかっています。
現在、最新の半導体の微細化は45nmの技術ですが、一部の半導体メーカーは45nm以降の微細化を行なわないことを発表しており、次世代の32nmが量産技術として確立できるか微妙な状況になっています。

微細化技術が頭打ちになれば、コンピューターの性能向上もこれまでのペースは維持できなくなる可能性があります。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

微細化技術の極限値（ムーアの法則が成立する限界）はどのくらいと見積もられているのでしょうか。
また微細化技術を超えるものとして量子コンピュータの話題がありますが、”はたして実用化のめどは全く立っていない”のでしょうか。
このあたりの現状知りたいです。

お礼日時：2009/12/27 13:53

No.13 回答者： moumougoo 回答日時： 2009/12/27 11:37

予測というようり期待です。

最近、経済のことを思うことが多いのですが、お金の考え方を変えられるかもしれませんね。
現在は力不足のせいか、いびつな形でテクノロージーが関与してマネー経済を支えていますが、
よりパワーアップすれば話が変わってくるかも知れません。
「エンデの遺言」や伝播投資貨幣
https://kaigi.org/jsai/webprogram/pdf/476.pdf
のような、手間が掛かる（～規模が大きい計算が必要な）貨幣が実現されれば、いまの素朴な（！）市場経済が変わるかもと期待してしまいます。
もちろん、いろいろな問題があるだろうし、あんまり人間の欲にもとづいていないので、（理念が守られつづけるという意味で）どれくらい実現性があるかは不明ですが・・・。
少なくとも、そういった地球スケールのインフラの実現可能性は出てくると思います。

この回答へのお礼

もしテクノロージーがパワーアップしてマネーが変わるとすれば、この変化は誰かが知恵を絞って生み出すというよりは世界的規模で自然発生するものと考えます。
「量の変化は質の変化を生み出すの原理」に従い、放っておけば必ずそうなるという形で実現するはずです。現在進行しているネットの進化と同じように。
ありがとうございます。

お礼日時：2009/12/27 12:41

No.12 回答者： MVX250F001 回答日時： 2009/12/26 23:39

＞つまり100倍でも全然足りないということですか、今は。

もしかすると、1000倍でも10000倍でも十分ではないということですか。

とりあえず今すぐ10倍になれば十分満足です
100倍なら夢の世界ですね
1000倍だともう100倍と感覚的には差はないでしょう

例えば今実行中の画像処理が10時間かかります
10倍になれば1時間。飯食って風呂入ってる間に終わりますので十分です
100倍だと6分。これは別世界
1000倍だと36秒

10倍が100倍になったら54分短縮ですが、100倍が1000倍になっても5分半の短縮
そりゃ速いに越したことはありませんが、1時間が6分になった場合よりは感動は薄いでしょう

この回答への補足

ところでNo.12さんは現状どうかは別にして、コンピュータの未来について考えたりするのでしょうか。

補足日時：2009/12/27 13:58

この回答へのお礼

分かりました。
ありがとうございました。

お礼日時：2009/12/27 00:21

No.11 回答者： MVX250F001 回答日時： 2009/12/26 23:32

＞比較的近い将来ですが、供給が需要を大幅に超えて

ん～、どうなんでしょうね
画像処理の仕事はまだ8年くらいですが、その間ずっと、そして今でも理想とするPCの能力は現実の10倍くらいです
もちろんコストを度外視すれば10倍程度の能力は現実に存在していますが、業務で行う以上は採算や減価償却は重要なので、結局は理想の1/10程度の能力のPCで我慢しています

1/10といっても秋葉原のベンチマニアに見せても恥ずかしくない代物ではあります

比較的近い将来とは具体的に10年後くらいでしょうか？！
今後10年で、現状理想の1/10程度のPCが10年後の需要の理想に近づいているでしょうか？コストも含めて

記憶容量についてもやはり理想の1/10以下ですね

例えば外付けHDDとか、今現在できれば1ドライブで100TBくらいが理想ですが、現実に100TBを構築するにはコストや場所が膨大になってしまいます
しかたがないので今は1～2TBのHDDをその都度繋ぎ変えています
（昔は80GBとかでした。いずれにしてもその時期に容量辺りの単価が最も安いHDDを買い増ししてきました。その結果100台以上のHDDとなってしまいました）

フラッシュメモリについても、デジカメで使うコンパクトフラッシュは現状64GBが最大容量ですが、理想は500GB～1TBです
現実にはそんな大容量はないので64GBのコンパクトフラッシュを15枚で対応しています

唯一PCのメインメモリだけは16GBを積んで別段不満はありません

この回答への補足

ところで過去におけるコンピュータの性能向上について、No.6で私が見積もった”30年で現在の4800倍”という結果についてどう評価しますか。

補足日時：2009/12/27 14:02

この回答へのお礼

100台以上のHDDとはこれまたすさまじい数ですね。
私が最初に使ったのはSCSI１GBでしたが、確か3万円でしたか（アホラシイ）
ありがとうございました。

お礼日時：2009/12/27 00:18

No.10 回答者： MVX250F001 回答日時： 2009/12/26 22:29

処理能力がアップすれば劇的に仕事が楽になりますね、とりあえず

今も処理中の合間に書き込んでいますが、さっき始めた画像処理が約10時間かかります
業務でやっているので相応に処理能力のあるPCを使っていますが、処理量が多いのでこのくらいはかかってしまいます

クライアントからはできれば今日中に欲しいとは言われましたが、無理なので明日まで待ってもらいました

100倍になれば6分で終わるので依頼通り今日中に納品できたでしょう

でも今すぐ100倍の能力のPCが手に入るわけではないし、100倍の能力のPCが普通に手に入る頃にはたぶん処理すべきデータ量や内容も100倍とかになっているので、結局今と大差ないでしょうね

計算物理とかだと、例えば最高峰のスパコンを使っても100年かかってしまう案件は行わないでしょう
でも100倍になれば1年で終わります
これなら現実的にやろうと思います
更に1000倍になれば、1年で10回もパラメータを変えて計算実験できます
計算物理の分野ではものすごく成果があがると思います

この回答への補足

つまり100倍でも全然足りないということですか、今は。
もしかすると、1000倍でも10000倍でも十分ではないということですか。

補足日時：2009/12/26 23:18

この回答へのお礼

コンピュータの世界は供給（処理能力）が100倍になれば需要も100倍になる、そういう性質の世界なので、当分の間はコンピュータの能力アップが要求されるとおもいます。
しかしいつか、といっても比較的近い将来ですが、供給が需要を大幅に超えて、CPUパワーを求めるのは過去の話になっている時代が来ると考えますがどうでしょうか。
既に記憶容量についてはそういう状況になりつつある、あるいはすでになっているのではないかと考えますが。
それにしても、現場における生産活動のために実際にコンピュータを使う人の意見とそうでなさそうな人の意見とのギャップの大きさを感じております。

お礼日時：2009/12/26 23:09

No.9 回答者： tetsumyi 回答日時： 2009/12/26 14:06

ANo.3です。

コンピュータの能力が10000倍になって小型化されて人がコンピュータに頼るようになるとバカになると思います。
あらゆるデータがコンピュータに入っていてマニュアル化されてしまうと、もはや人が記憶したり考えて行動する必要が無くなります。
今でさえも人は問題があるとすぐにネットで検索して答えを見つけるだけになって、大学生のレポートでさえもコピペまたは書き直して完了としている者が多いようです。
過去の不景気時代には人は職安のデータに頼るのではなくて自分の持っている能力を活用して生きる道を切り開いたものです。

現在の会社は人の潜在能力を見出そうとはせず、試験と面接で今持っている知識と経験だけを評価して採用します。
まさに、本当に考える人、洞察力のある人、独自の思考をする人を排除することで、すぐに結果が出せる人を評価しそのような人になるように動かしています。
実に愚かなことであり、このような結果が真理や理論を知らないで利益だけを追求して働いている社会を作り出し事故を発生させ、バカな投資を行うようになっているのです。
コンピュータは過去のデータしか持っていませんし、洞察力が無く、１つのデータミスがでとんでもない結果を出してしまうものです。
また、悪意のある攻撃に会った時にコンピュータは何の力も持ちません。
こんなコンピュータに人の考え方が導かれるようになったらもはや終わりです。

この回答へのお礼

将棋の名人、羽生善治はどうやらコンピュータを用いてデータ分析し、必勝パターンを頭に入れているらしいです。私もこの話を耳にしたときはガッカリしました。
一方、米長邦雄はコンピュータに頼るやつはバカだと言いきるのですが、羽生善治を尊敬しているようだし、米長邦雄の心のうちはどうなっているのかよく分かりません。
あなたの考えは皆分かっていることであり、感動の生まれない世の中、面白みのない世の中になりつつあることは皆知っていることですが、これは歴史の必然であると考えませんか。
私は歴史の必然であると考えます、コンピュータのせいでそうなったと。
つまり上記した問題についてはっきりした答えを示せなければあなたの言っていることは説得力を失うのです、残念ながら。

お礼日時：2009/12/26 15:41

No.8 回答者： proto 回答日時： 2009/12/25 18:33

#5です。

量の変化は質の変化を生み出す、確かにそれもあるでしょう。
しかしそれは、新しい技術を実現するには最低限のスペックが必要であると言うことに過ぎないと思います。
量的変化があっても大して変わらないとは言いません。
質的変化があればそれに伴い量的変化も求められるが、量的に変化しただけで質的変化が自然に起こるとは思えないと言うことです。

例えばファミコンの性能を今の100万倍良くしてスパコン以上の処理速度と記憶容量を与えたとしても、十字キーと2コンのマイクとブラウン管だけでは現実と見間違える程のバーチャルリアリティーは実現出来ないと思います。
それどころかスペックの向上だけで入出力装置としての変化が無ければ、超高性能ファミコンを作ったとしても近年ニンテンドーWiiが実現した使いやすさや新しい楽しささえも実現しえないと思います。

計算機としてのコンピュータの高性能化は今後も必要とされるでしょう。
しかし、数字上の性能の変化、スペックの桁数の変化は、人の役に立つ道具としての本質的な進歩では無いと思います。

そういう意味で、量的変化と質的変化を比べるとしたら質的変化に期待したいとお答えしたのです。
量的変化が無意味だとは言いません、量的変化が本質ではないと言ったのです。

この回答へのお礼

＞量的に変化しただけで質的変化が自然に起こるとは思えない
動画時代（ネットの動画配信サービスなど）が始まったのはCPU処理能力の向上と回線容量のアップが直接の理由です。
もとは単に量的変化が新たなるサービスを実現させた。これなどは、量的変化-->質的変化の典型で、自然発生したものと考えますがどうでしょう。
またNo.10さんの回答は現実のリアリティを示すものとして参考になると思います。

お礼日時：2009/12/26 23:48

No.7 回答者： noname#102212 回答日時： 2009/12/25 16:44

今日スーパーコンピューターにデータを入れて何日間もかけて計算させている人たちは、「これが卓上のパソコンで数秒で結果が出たら...」と考えているかもしれませんね。

防災に関しては、むしろ必要なデータが収集しきれないことのほうが原因と言えると思います。
もちろんあらゆるデータが取得可能であったとしても、大量のデータを瞬時に計算出来なければ実用的とは言えないですね。
災害後に計算結果が出るようでは「予防」や「予報」にはなりません。

あと計算能力とは別に、小型化や省電力化も必要ですね。
計算能力が100倍になったとしても、大量のエネルギーを消費したり熱を発したりするのでは今時とは言えません。
小型化、省電力化ができれば電脳コイルのような世界はすぐにも実現できそうです。
ホンダのアシモもランドセルを下ろすことが出来るでしょう。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

ちなみに、現在のPCは25年前のスーパーコンピューターに匹敵するらしいです。
また現在の電卓は50年前の世界最大のコンピュータの性能を上回るらしいです。

お礼日時：2009/12/25 17:56