Her bir devrimci bilgisayar mimarisi, bilgisayarların yaygınlaşması, erişilebilir olması veya yeni kullanım alanları kazanması için kritik bir kapı araladı. Mobil cihazlardan giyilebilir bilgisayarlara, bulut bilişimden yapay zeka bilgisayarına kadar devrimsel değişimler...

Otomobillerden avuç içindeki akıllı telefonlara, uçaklardan sağlıkta kullanılan robotlara bilgisayarlar hayatımızı sonsuza kadar değiştirdi. Otonom hareket eden tüm cihazlar ve tüm sistemler artık yeni bir bilgisayar tasarımı olarak karşımıza çıkıyor. Bilgisayarlar tarımdan sağlığa, fabrikalardan akıllı şehirlere yeni bir kullanım alanları yarattı. Maliyeti düşürerek erişilebilir kılarken performans sınırlarını her seferinde zorlamaya devam etti. Bilgisayarların evrimi devrimsel sıçralamalarla mimari dönüşümlerle birikimsel katkılarıyla bugünkü noktaya geldi. Gelecekte de fotonik bilgisayarlar, biyolojik işlemciler gibi mimariler yeni kapılar açabilir! İşte bilgisayar alanında önemli bir etki yaratmış devrimci bilgisayar mimarinin etkilerine yakından bakalım.

VON NEUMANN VE HARVARD MİMARİSİ
1940'larda John von Neumann tarafından önerilen VON NUEMANN mimarisi, modern bilgisayarların temelini oluşturdu. Programlanabilir genel amaçlı bilgisayarların temeli. Her görev için özel donanım gerekirdi (örn. ENIAC sadece top atış hesapları yapabiliyordu). Kişisel bilgisayarlar, sunucular ve akıllı cihazlar mümkün oldu. Harvard mimarisi talimat ve veri belleklerini birbirinden ayırarak aynı anda her ikisine erişim sağlar. Gömülü sistemlerde ve dijital sinyal işlemcilerde yaygın olarak kullanılır ve belirli uygulamalarda performans artışı sağlar. Gerçek zamanlı ve gömülü sistemlerin kapısını araladı. Mikrodenetleyiciler (Arabalardaki ECU'lar, akıllı ev cihazları) ve dijital sinyal işlemciler (cep telefonları) yaygınlaştı.

MOBİL VE BULUT DEVRİMİ
RISC (Reduced Instruction Set Computer - Azaltılmış Komut Setli Bilgisayar) 1980'lerde geliştirilen RISC mimarileri (ARM ve MIPS işlemcilerinde olduğu gibi), daha yüksek performans için basit ve küçük bir komut setine odaklandı. Enerji verimli, ucuz ve küçük boyutlu işlemcilerin etkisiyle mobil devrim gerçekleşti. 3 milyar insanın telefonlarla tanışmasını sağladı. Akıllı telefonlar (iPhone, Android) ve tabletler. Sensörler, akıllı saatlerle giyilebilir bilgisayarların kapısını araladı. Örneğin ARM Mimarisi mobil cihazlar ve düşük güç tüketen sistemlerle Apple'ın M1M2 ile PC pazarını dönüştürmesi. CISC (Complex Instruction Set Computer - Karmaşık Komut Setli Bilgisayar) RISC'in aksine, CISC mimarileri (x86 gibi) tek bir komutla karmaşık işlemleri gerçekleştirebilen geniş bir komut setine sahiptir. Bu, daha güçlü işlemler yapılmasına olanak tanır ancak donanım tasarımını karmaşıklaştırabilir ve güç tüketimini artırabilir. Karmaşık yazılımları çalıştırabilen tek işlemci. Kişisel bilgisayar devrimiyle WindowsLinux bilgisayarlar her eve girdi. Sunucu endüstrisinde bulut bilişimin temeli atılmasını sağladı.

GELECEĞİN TASARIMLARI ORTAYA ÇIKIYOR
21'inci yüzyılda ortaya çıkan kuantum hesaplama, klasik bilgisayarların çözemediği problemleri kuantum bitleri (kübitler) kullanarak işler. IBM'in Quantum Experience ve Google'un Sycamore gibi mimariler, kriptografi, optimizasyon ve malzeme bilimi gibi alanlarda karmaşık problemlerin çözümüne öncülük ediyor. Quantum Mimarisi klasik bilgisayarların çözemediği problemleri (örneğin ilaç keşfi, kuantum kriptografi) rahatlıkla çözülmesini sağlayacak. Şimdilik araştırma laboratuvarlarında kullanılıyor. Gelecekte finans, sağlık ve güvenlikte devrim niteliğinde değişimlerin tetikleyicisi olacak.

AKILLI ŞEHİRLER VE ANINDA HESAP YAPAN BİLGİSAYARLAR
Her yerde ve anında hesaplama yapan bilgisayarlar hayatımızın içerisine girecek. Yine nesnelerin interneti konusunda (Internet of things) yeni cihazlar akıllı şehirlerin inşa edilmesinde kullanılacak. Her cihazın tükettiği enerji, servis ihtiyacı önceden tahmin edilebilecek. Serverless Edge Computing konusunda öncü Serverless AWS Lambda (Amazon), Google Cloud Functions ve yapay zeka konusunda öncü giriş seviyesi bilgisayarlar Raspberry Pi, NVIDIA Jetson (AI edge cihazları) hayatımızı değiştirmeye aday.

YAPAY ZEKANIN KAPISINI GPU MİMARİSİ ARALADI
Paralel hesaplama ve yapay zeka konusunda ilerlemenin kapısını GPU mimarisi belirledi. Bu mimarinin etkisiyle derin öğrenme yani ChatGPT gibi üretici yapay zeka ve otonom araçlar mümkün hale geldi. Oyun endüstrisinde daha gerçekçi grafikler ortaya çıktı. Bu daha sonra nöromorfik mimarinin kapısını aralayarak beyin gibi öğrenen çipler sayesinde Otonom robotların gerçek zamanlı karar vermesini sağlayacak.