Em seu livro a “Singularidade está Próxima”, Raymond Kurzweil [1] apresenta uma série de figuras que mostram tendências exponenciais de crescimento para capacidade de memória em computadores (DRAM em bits por dólar), velocidade de relógio de microprocessador (GHz), transistores por chip, desempenho do processador em milhões de instruções por segundo (em Inglês, Million Instructions per Second – MIPS) e armazenamento magnético (em bits por dólar). Por exemplo, a redução na proporção do custo por MIPS é de cerca de 8 milhões para 1, de 1967 a 2004. No mesmo período, a memória melhorou aproximadamente 2.000 vezes. Roberto Saracco da TIM Itália [2], argumentou que os desenvolvimentos tecnológicos em armazenamento e processamento digital foram consistentes nos últimos anos. O número de terminais na Internet também está progredindo exponencialmente, pelo menos por enquanto. A computação de alto desempenho baseada em supercomputadores (ou agrupamentos de computadores) já atingiu petaflops (1015) operações de ponto flutuante por segundo e a evolução prossegue para exaflops (1018). Por exemplo, em junho de 2018 o supercomputador Summit construído pela IBM atingiu 122.3 petaflops com 4.536 núcleos de processamento.

No mesmo livro, Kurzweil explora qual seria o limite de computação da matéria. Segundo ele, estamos muito mais próximo do zero absoluto, do que do limite superior. Para ele, um limite superior da capacidade computacional que pode ser atingido sem gerar uma quantidade enorme de calor é da ordem de 1042 cálculos por segundo. Isso em um pedaço de matéria com aproximadamente 10 Kg. Para efeitos de comparação, Kurzweil determina que o cérebro humano é capaz de realizar aproximadamente 1016 cálculos por segundo. Segundo ele, as máquinas atingirão a capacidade computacional bruta do cérebro humano em 2029. Ou seja, em 10 anos. Imagine o que faremos com tanta capacidade computacional disponível a preços acessíveis? Reconstruiremos todos os modelos!

A tecnologia de visualização avançou enormemente nos últimos anos, permitindo melhorar a qualidade e telas maiores, melhorando substancialmente a qualidade da experiência e permitindo novas formas de interatividade digital. O avanço dos eletrônicos de consumo na forma de aparelhos eletrônicos, tais como laptops, HDTVs, e-books, videogames, GPS, etc., também apresenta um crescimento exponencial.

Outra tendência é o aumento da quantidade de dispositivos conectados à Internet. É a chamada Internet das Coisas (em Inglês, Internet of Things). Internet das coisas significa todas as coisas conectadas à Internet. Ou uma nova Internet com as coisas. Vai desde eletrodomésticos, automóveis, portões, válvulas de água, dispositivos para monitoramento da saúde, plantações, até equipamentos da indústria, etc. As previsões da quantidade de dispositivos conectados são sempre números enormes, na ordem de bilhões ou trilhões. Uma coisa é certa, se todas as coisas que conhecemos forem conectadas, os números serão realmente grandes. Primeiro vamos conectar o óbvio. Depois serão coisas impensáveis, como guarda-chuvas, pequenos implantes, carregadores de celular (se eles ainda existirem…). A Internet das coisas vai criar uma ponte extraordinária entre o mundo físico e o virtual.

Mais pesquisas estão sendo realizadas para encontrar maneiras de atender a esses requisitos de capacidade em várias partes da infraestrutura corrente de Tecnologias de Informação e Comunicações (TIC). No acesso móvel, a quinta geração de comunicações móveis (5G) está a caminho. Em acesso fixo, a tecnologia de fibra até a residência já é uma realidade, mesmo em cidades pequenas.

A evolução das redes de telecomunicações móveis está em vias de implantar o 5G. Diferentemente das gerações anteriores, o 5G não tem um foco único. Por exemplo no 4G, a principal demanda era o aumento de taxa nos dispositivos móveis. Já no 5G, esse requisito também existe, pois sempre queremos mais taxa. Entretanto, o 5G deve permitir o download de arquivos gigantes em pouquíssimo tempo. Ainda, o 5G deve ainda suportar cenário com baixo atraso de transferência de informação, como por exemplo carros autônomos, drones, telemedicina, realidade virtual. Deve ainda suporta o au- mento exponencial no número de dispositivos conectados à rede. O objetivo é conectar o mundo físico ao virtual, trazendo informações de todo o tipo de coisa conectada. É o suporte a Internet das coisas. Tudo conectado na Internet. De coisas com alguns metros até coisas muito pequenas, invisíveis. E uma quantidade gigantesca de coisas conectadas.

Essas demandas sem dúvida serão úteis ao Brasil. Entretanto, sabemos que o Brasil é um país continental tendo boa cobertura de conectividade nas grandes cidades. Porém, quanto mais para o interior pior a cobertura. Hoje existem no mundo 3,9 bilhões de pessoas sem acesso a Internet (fonte: ONU). Já sabemos que o acesso a Internet melhora a qualidade de vida das pessoas e a geração de receita. Destes 3,9 bilhões, 45% estão em uma categoria que tem interesse, até possuem recursos para pagar o acesso, mas não são atendidos por falta de cobertura. Existem ainda aqueles que não recursos, tem interesse, mas também não tem cobertura. Nesse contexto, a conectividade em áreas rurais se faz muito importante.

O Brasil tiraria gigantesco proveito do uso do 5G em área rural. Estudos mostram que o Brasil tem potencial para suprir 1/4 da demanda global de alimentos com apenas 3% da área global. Ou seja, temos um potencial gigante de ser o celeiro do mundo. Para tanto, devemos investir em tecnologias para o agrobusiness, para permitir a agricultura de precisão, que é aquela que otimiza todas as etapas da produção de alimentos. Nesse contexto, vários estudos mostram que o que falta é conectividade. 4G permite suprir essa demanda de forma limitada, com distâncias que varia de 10 km a 15 km. Já existem testes de conectividade 5G que permitem distâncias de até 50 km. Soma-se ainda a necessidade de inclusão digital das comunidades distantes das cidades, até mesmo em bairros que estão um pouco além desses 10 km.

Essas estimativas são importantes para caracterizar como a capacidade das tecnologias de computação, armazenamento, comunicação e visualização evoluirão nas próximas décadas. O que podemos esperar segundo a Lei dos Retornos Acelerados [1] é que essas capacidades dobrem a cada dois anos gerando uma abundância sem igual de tecnologia que irá desafiar todos os modelos estabelecidos. Abundância pode ser definida como sendo o contrário de escassez. Algo escasso é algo custoso, difícil de se obter. Já o avanço exponencial gera a abundância de recursos de TIC. Lembra quando uma linha telefônica custava um absurdo, o preço de um aluguel de um imóvel. Pois é.

Como resultado dos crescimentos exponenciais na quantidade de dispositivos, conectividade, interatividade e tráfego parece que temos um enorme desafio de escalabilidade. Como aumentar as capacidades para atender tanta demanda? A computação barata leva a mais e mais dispositivos com capacidade computacional. Se eles se conectarem à Internet (por exemplo, através de roupas, edifícios), poderão se tornar a maioria dos dispositivos conectados. Ambientes inteligentes podem emergir não só para melhorar a qualidade de nossas vidas, mas também podem produzir mais pressão na escalabilidade da rede. Mais onipresença leva a mais problemas de escalabilidade, principalmente em relação à identificação, localização, encaminhamento de informação, mobilidade, múltiplas presenças e outras questões técnicas.

[1] Ray Kurzweil. The Singularity Is Near: When Humans Transcend Biology. Penguin (Non-Classics), 2006. ISBN: 0143037889.
[2] Roberto Saracco. “Telecommunications Evolution: The Fabric of Ecosystems.” In:Revista Telecomunicações Inatel 12.2 (2009), pp. 36–45.

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