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chip di silicio è l'elemento preponderante della nostra vita odierna,
e i microprocessori sono gli oggetti più cari dell'Universo, esclusi
i soli diamanti. Oggi un'automobile di lusso alloggia non meno di 700 microprocessori,
e con il silicio riusciamo a fare quasi tutto, dai laser agli schermi, dalle
nanomachines alle radio. Un visitatore proveniente da un tempo lontano, in avanti
o all'indietro, vedrebbe oggi una società antiquata sulla quale è
innestata un'anima asolutamente fuori dal suo tempo. Chi non conosce i nomi
Intel o Amd, Pentium o Athlon?
La fantascienza non ha parlato quasi mai di microprocessori, in buona parte perché non li conosce e li confonde con il computer in generale. Per citare qualche esempio, il film Tron potrebbe essere pensato all'interno di un chip. Ancor di più, dovrebbe essere pensata come avventura su silicio Simulacron 3 (Daniel Galouye, 1964) che nel 1999 è diventata il film Il tredicesimo piano. Più recentemente il tecnologicissimo Greg Egan ha proposto Permutation City, il cui sottotitolo è Ten million people on a chip, dieci milioni di persone su un chip.
"Ma a chi vuoi che interessi la storia dei microprocessori?", ha detto sbigottita una ragazza la prima e unica volta che l'ho incontrata. Probabilmente ha ragione lei, ma visto che ho scritto un libro sull'argomento, e che un capitolo parla della saga di Star Trek, ne ho fatta una versione (poco) ridotta per NigraLatebra. D'importante manca la descrizione delle fesserie scritte su vari testi a riguardo della memoria elettronica delle navi spaziali. Manca anche la ragazza, visto che non l'ho più invitata da nessuna parte. A ben pensarci, neanche lei mi ha richiamato.
Tornando a bomba, i chip importanti della nostra saga preferita sono sei: FTL, QOS, neuro, bio, positronici ed emozionali. In realtà non tutti i chip sono microprocessori, ma qui non è il caso di sottilizzare. Qui di seguito descrivo quei sei, partendo da alcuni testi: i manuali tecnici (MT) della serie classica (TOS, the old series), di The Next Generation (TNG) e di Deep Space 9 (DS9), oltre alla bellissima Fisica di Star Trek (FST) di Krauss e ai pessimi Computer di Star Trek (CST); spesso metto ST anziché Star Trek.
In Star Trek si parla spesso di microprocessori. Va però anteposto che le tecnologie fondamentali di tutta ST sono il superamento della velocità della luce e la possibilità di manipolare la materia. Dalla prima discendono i viaggi spaziali e le potenze degli elaboratori; dall'altra ben tre topics, ovvero il teletrasporto (la possibilità di scomporre le persone in elementi fondamentali e di ricostruirli a breve distanza); la replicazione (di cibi e oggetti, ma non di uomini); il ponte ologrammi (dove la realtà virtuale che diventa anche fisica). Un approccio organico alla descrizione di un elaboratore elettronico può essere impostato su quattro categorie: calcolo, memoria, comunicazioni ed energia. Di queste, solo la prima è direttamente congruente con l'argomento di questo articolo.
In quasi quarant'anni, Star Trek ha spesso parlato di microprocessori, ovviamente con la coscienza del periodo storico e tecnologico che attraversava. Fin dall'inizio il computer di bordo dell'astronave alloggia dei processori, sia centrali che di rete.
L'androide Data, nato nella seconda serie, si distingue per ben due processori, uno vitale ed uno opzionale: positronico il primo, emozionale il secondo. Sempre in questa serie anche i cattivi, i Borg, sono ricollegabili a qualcosa del genere, in quanto ospiti di un neuroprocessore. Più avanti la quarta serie, Voyager, incontra i processori biologici, apparentemente a DNA, provenienti dalla strana dimensione dei cattivissimi 8472. A partire dalla metà della seconda serie il prefisso micro non basta più, e quindi si passa a quello successivo dei nanoprocessori e della nanotecnologia. In attesa dei picoprocessori, delle femtotecnologie e delle attomemorie, facciamoci una insolita passeggiata in questi sei microprocessori e nelle loro prossimità.
Il computer di ST:TOS è in pratica modellato sui computer della seconda generazione, ovvero i primi maniframe. Facevano tutto loro e i terminali servivano a raccogliere informazioni, non ad elaborarle. La limitata fantasia degli scrittori delle sceneggiature regalò a quei computer riconoscimento e sintesi vocale, funzioni complesse, ma nessuna funzione grafica, che al tempo non c'era. Quando nel quarto film, Rotta verso la Terra, l'equipaggio si trova nella San Francisco di fine XX secolo, l'ingegner Scott cerca di parlare ad un Macintosh usando il mouse come fosse un microfono!
Beh, in ST c'è anche di peggio. Ciascun avvenimento viene registrato dal computer di bordo in forma video, da diverse inquadrature, e spesso anche tramite ipotetiche telecamere poste chissà dove nello spazio.
Ma passiamo alla descrizione dei computer veri e propri, sempre per modo di dire. Il cuore del sistema principale è composto da tre nuclei ridondanti, ovvero che in caso di malfunzionamento di uno o due nuclei, i due o l'ultimo restante assicurano il corretto svolgimento di tutte le funzioni.
Ogni nucleo principale è composto da sette livelli primari e tre livelli superiori, e ogni livello contiene una media di quattro moduli.
I livelli complessivi sono quindi 10, con una media di 4 moduli l'uno. Ogni nucleo è composto da una serie di generatori di campo subspaziale in miniatura, che all'interno degli elementi del nucleo crea una distorsione di campo simmetrica (non propulsiva) che va a velocità superiore a quella della luce (3.350 millicochrane, nel gergo tecnico). Questo modo di calcolare la velocità dei chip non è congruente con le conoscenze odierne, che ci richiedono un numero di clock per unità di tempo, non spazio per unità di tempo com'è per la velocità. Il calcolo dimensionale è un problema generale di Star Trek, che se è in parte accettabile dagli sceneggiatori e degli autori dei cosiddetti manuali tecnici, non lo è per nulla da parte dei cosiddetti fisici ed informatici che scrivono libri su questi argomenti.
Un bellissimo esempio di questa confusione è dato dal libro I computer di Star Trek, nel quale si lancia un'informazione subliminale: data una qualsiasi unità di misura, se un processore va a 300, tre processori vanno a 900! Non è uno scherzo, poiché il valore 900.000 km/s ricorre più volte, e sempre quando si parla del blocco di tre processori: si comincia alle pp.47 e 49 della versione italiana. Questo è totalmente assurdo! E' come dire che per avere un'automobile che va a 1000 km/h basta lanciare 1000 automobile a 1 km/h…
Torniamo alla struttura dei processori. Gli elementi del nucleo sono basati su nanoprocessori FTL (faster then light, che in italiano siventa PVL, più veloci della luce) a gruppi di transtatori ottici di 1024 elementi. A loro volta questi gruppi sono riuniti in moduli di elaborazione da 256 gruppi, controllati da un banco di 16 chip isolineari. Per ciascun modulo abbiamo quindi 1024x256=262.144 unità. Poiché sulla nave ci sono tre nuclei da 40 moduli, il totale di nanoprocessori per ciascuna nave è di 31.347.280, tutti più veloci della luce.
Passiamo
al robot fatto uomo. Data ha un cervello positronico, ed è abbastanza
chiaro che tutto il suo sapere è localizzato lì: non è
disperso per il corpo, come sarebbe più aggiornato immaginare. Inoltre
non ha nessuna ridondanza esplicita: quando si perde la sua testa, si disattiva
completamente, e sono dolori.
Il cervello positronico di Data esegue 60 bilioni di calcoli al secondo. Non è chiaro se questi bilioni sono quelli inglesi, ovveo miliardi, o quelli italiani, ovvero migliaia di miliardi. Secondo CST, si stima che il cervello umano possa elaborare 10 bilioni di byte al secondo. "Data pensa più velocemente delle persone, ma non molto più velocemente", scrivono gli autori, confrontando i due numeri: 60 contro 10, ovvero 6 volte tanto. Quand'anche il sestuplo sia una bazzecola, e ne vorrei essere partecipe, chi ha detto che i 'calcoli' di Data equivalgono ai byte? Una tale ipotesi è assolutamente illogica, direbbe Spock, tutto sommato anche lui mezzo computer e mezzo napoletano. Per seguire gli autori di CST nel loro ragionamento, già oggi i microprocessori singoli caricano e sputano fuori 8 almeno byte per volta, per cui siamo di fronte ad un fattore perlomeno pari a 6x8=48. Figuriamoci nel XXIV o XXV secolo, allorquando gli uomini saranno più o meno gli stessi -da quello che vediamo nei telefilm- mentre i cervelli positronici saranno indescrivibilmente potenti.
Per la cronaca, quindi, Data avrebbe una memoria di 250 mila persone normali.
Torniamo a Data. La sua incredibile potenza di calcolo e l'enorme memoria non
gli consentono però di provare emozioni. L'approccio è graduale:
l'androide prima fa delle sue esplorazioni, aiutato da mondi in realtà
virtuale; poi, grazie ad una subroutine sommersa, riesce a sognare.
Ma per le emozioni ci vuole di più: e facciamucèllo, un bel un chip emozionale! Questa incredibile trovata del suo cratore, il dottor Soong, viene spesso messo a dura prova, e con lei la farraginosità dell'hardware. Sempre nel film Primo Contatto, padre di una nutrita serie di incongruenze, i Borg attaccano a Data della pelle che gli offre una vera sensibilità, e che lo fa basculare verso i nemici.
Come si possano avere delle emozioni assolutamente umane senza le sensazioni non è dato sapere. Siamo invece a conoscenza di quanto sia durato il dubbio di Data, che risponde ad una domanda diretta del suo capitano: "0,68 secondi, signore: per un androide, quasi un'eternità", un commento certo non da macchina priva di emozioni.
Nella
prima serie, dove l'informatica è vista come pericolosa anche in Federazione,
i cattivi sono i Klingon, buffa imitazione dei mongoli che nella finzione scenica
rappresentano i russi. La loro tecnologia è sempre arraffazzonata e poco
plausibile, ancorché pericolosa. Nella seconda serie l'informatica ha
preso il sopravvento: in Federazione è esorcizzata e amica, ma in realtà
come nel Pianeta Proibito si materializza come minaccia nei Borg. La tecnologia
è avanzata, e questi pupazzoti sono una comunità di esseri cibernetici
che in realtà agiscono come una rete di computer in parallelo a ridondanza
totale, o meglio ancora come i neuroni del nostro organismo: disattivato un
elemento, automaticamente quello più vicino ne prende il posto.
Della loro tecnologia, dicono … che "la cosa meno plausibile è
che ogni Borg abbia un neuroprocessore". Questo chip viene definito dal
capitano Picard, che è stato anche uno di loro, nel film Primo Contatto:
"E' come un chip di memoria… Ci sono archiviate tutte le istruzioni
che questo Borg ha ricevuto dalla collettività". E poiché
i Borg sono letali ne deduciamo che di questo neuroprocessore non ne capiamo
un bel niente.
Ma la tecnologia evolve, e i nemici pure. I Borg sono cattivissimi, ma vogliono
solo assimilarti. Negli anni '90 si para dei computer a Dna, ovvero organici,
ed ecco che nella quarta serie di Star Trek, Voyager, troviamo anche i processori
biologici. Sono la tecnologia dei più cattivi di tutti, gli 8472, provenienti
da un mondo nel quale loro, le loro astronavi, i loro computer e tutto il resto
è composto di materia organica verde (TNG, Il patto dello scorpione I/II).
Questo tipo di elaborazione è da tempo allo studio. L'elaborazione a
DNA parte dall'impiego delle quattro basi di questo acido, adenina, guanina,
citosina e timina, per svolgere funzioni di elaborazione secondo schemi diversi
da quelli di oggi. Già il fatto di avere una aritmetica basata su quattro
simboli e non sui classici 2 ha delle implicazioni non banali.
E' vero, abbiamo saltato Deep Space 9, ma solo per brevità. La base di Terok Nor ha i suoi bei chip progettati dai suoi fondatori, i Cardassiani. La struttura somiglia molto a quella della Federazione, ma non vanno più veloci della luce. Poi sono interfacciati ad altri sistemi federali. Un altro saltino riguarda il povero Moriarty,, l'entità virtuale dotato di personalità che potrebbe essere considerato l'interfaccia di un computer pilotato da un nanorpocessore di nuova generazione. E poi ci sarebbe il sistema informatico della Defiant, che qualche cosa d'interessante la dice. Molto poco invece si sa dei palmari di tutta la serie, che sembrano funzionare senza microprocessore. E poi… Driiìn, sta squillando il telefono, un modello modernissimo con tanto di disco combinatore. Forse è la tizia che vuole scusarsi per non aver compreso la poesia del silicon on insulator, tipico argomento da rimorchio. O forse vuole delle delucidazioni sull'iterfacciamento uomo/donna… ah, potenza della microelettronica!