スマートフォンから月面ミッションを実行できますか?

人類初の月面着陸を体験できる年齢の人なら、ニール・アームストロングが「これは一人の人間にとっては小さな一歩だが、人類にとっては偉大な飛躍だ」という有名な言葉を口にした時のことを鮮明に覚えているだろう。半世紀経った今でも、この出来事は人類の最大の功績の一つである。それ以来、技術は急速に進歩したが、1972年以降、宇宙飛行士は実際に月に戻っていない。

これは驚くべきことのように思えます。結局のところ、この歴史的な出来事を振り返ると、私たちのポケットにはアポロ 11 号に搭載されていたコンピューターよりも多くの計算能力があると言われることがよくあります。しかし、それは本当でしょうか? そして、もし本当なら、私たちの携帯電話はどれほど強力になっているのでしょうか?

アポロ 11 号には、アポロ誘導コンピュータ (AGC) と呼ばれるコンピュータが搭載されていました。このコンピュータには 2,048ワードのメモリがあり、電源が切れると失われる「一時的な結果」を保存するために使用されていました。このタイプのメモリは RAM (ランダム アクセス メモリ) と呼ばれます。各ワードは 16 の 2 進数 (ビット) で構成され、1 ビットは 0 または 1 です。つまり、アポロ コンピュータには 32,768 ビットの RAM メモリが搭載されていたことになります。

さらに、589,824 ビットに相当する 72KB の読み取り専用メモリ (ROM) が搭載されています。このメモリはプログラムされており、一度確定すると変更できません。

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アルファベットの 1 文字 (「a」や「b」など) を保存するには、通常 8 ビットが必要です。つまり、アポロ 11 号のコンピューターは、32,768 ビットの RAM にこの記事を保存することはできません。携帯電話や MP3 プレーヤーと比較すると、これらの機器には、数千の電子メール、曲、写真など、はるかに多くのデータを保存できることが分かります。

携帯電話のメモリと処理

もっと具体的に言うと、最新の携帯電話には通常 4GB の RAM が搭載されています。これは 34,359,738,368 ビットです。これは、アポロ コンピュータの RAM の 100 万倍 (正確には 1,048,576 倍) 以上のメモリです。iPhone には最大 512GB の ROM メモリも搭載されています。これは 4,398,046,511,104 ビットで、誘導コンピュータの 700 万倍以上のメモリです。

しかし、重要なのはメモリだけではありません。アポロ 11 号のコンピューターには、外部データ ソースで操作を実行する電子回路であるプロセッサが搭載されており、その動作速度は 0.043 MHz でした。最新の iPhone のプロセッサは、約 2490 MHz で動作すると推定されています。Apple は処理速度を宣伝していませんが、他社は計算しています。つまり、あなたのポケットの中の iPhone は、50 年前に人類を月に着陸させたコンピューターの 10 万倍以上の処理能力を備えているということです。

iPhone にはディスプレイなどの特定のタスクを管理する他の処理も組み込まれていることを考慮すると、状況はさらに厳しくなります。

電卓はどうですか?

最先端の携帯電話と比較するのは一つのことですが、アポロ 11 号のコンピューターは従来の電卓と比べてどうだったでしょうか。テキサス インスツルメンツは最も有名な電卓メーカーの 1 つでした。同社は 1998 年に TI-73 をリリースし、2004 年には TI-84 をリリースしました。

次の表は、これら 2 つの計算機の仕様を示しています。

2 つの計算機をアポロ誘導コンピュータと比較すると、TI-73 の ROM はわずかに少ないが、RAM は 8 倍多いことがわかります。TI-84 がリリースされた時点では、RAM の量はアポロ コンピュータの 32 倍に増加し、ROM は 14,500 倍以上になりました。

処理速度に関しては、TI-73 は Apollo コンピュータの 140 倍、TI-84 はほぼ 350 倍高速でした。

数十年前に学生が試験に合格できるように設計された単純な計算機が、人類を月に着陸させたコンピューターよりも強力だったと考えると、驚きです。

もしアポロ11号に現代のコンピューターが搭載されていたらどうなっていたでしょうか?

アポロのコンピューターは当時としては最先端のものでしたが、もし月面着陸に現在利用可能な最先端のコンピューターが使われていたら、どうなっていたでしょうか?

現在利用可能なソフトウェア開発ツールのおかげで、ソフトウェア開発時間はずっと短くなっていたのではないかと思います。人類を月に送り込むために必要な複雑なコードの作成、デバッグ、テストもずっと早くできたはずです。

ユーザー インターフェイス (ディスプレイ キーボード (DSKY) と呼ばれます) には、コマンドを数値コードで入力する計算機タイプのインターフェイスがありました。今日のインターフェイスははるかに使いやすく、ストレスの多い状況ではそれが重要になります。キーボードはほぼ間違いなくなく、タッチ スクリーンでスワイプ コマンドを使用します。手袋を着用する必要があるためにそれが不可能な場合は、インターフェイスはジェスチャー、目の動き、またはその他の直感的なインターフェイスを介して提供される可能性があります。

驚くべきことに、地球との通信速度は今日でも改善されていない。通信にかかる実際の時間は、1969 年と現在で同じである。つまり、光の速度で、月から地球にメッセージが届くのに 1.26 秒かかるということだ。しかし、現在送信するファイルのサイズは大きくなり、送信距離もますます長くなるため、宇宙船から地球に画像が届くのにかかる時間は、1969 年よりも比較的長くなる。とはいえ、カメラ技術の進歩により、画像はかなりきれいになるだろう。

おそらく、私たちが目にする最大の変化は、コンピューターがはるかに人工知能的になることでしょう。宇宙船の飛行と着陸がコンピューターだけに委ねられることはないでしょうが、コンピューターは 1969 年のアポロ 11 号のコンピューターよりもはるかに多くの情報と知能を持ち、より多くの決定を下すことができるようになります。これは宇宙飛行士にとって大きな安心となるでしょう。アームストロングは、1 から 10 までの不安の尺度で、月面を歩くのは 1 程度、着陸への最終降下は 13 程度だと述べました。

それでは最後に、1969 年に当時の限られた計算能力で人類を月に着陸させるのに何が必要だったかを認めて終わりたいと思います。それは本当に驚くべき偉業でした。

グラハム・ケンドールは、ノッティンガム大学のコンピューターサイエンスの教授であり、同大学の学長兼 CEO/PVC です。この記事はもともと The Conversation に掲載されました。