«П'ятничний формат»: Що станеться, коли закон Мура перестане діяти

Сьогодні законом Мура називається майже будь-яка експоненціальна або інша закономірність. Що ж насправді говорив Гордон Мур? У своїй статті 1965 (пункт «Costs and Curves») він говорить про подвоєння компонентів на інтегральній мікросхемі кожен рік при мінімально можливій вигідною ціною. Пізніше, статье 1975 року він вводить інший часовий показник — 2 роки.

Цифру 18 місяців і сам вислів про збільшення потужності процесорів, поряд із збільшенням їх кількості та тактової частоти, сам Мур в одному з интервью приписує Дейву Хаусу (Dave House), співробітнику Intel. Однак у деяких джерелах, наприклад, тут, саме це і розуміють під законом Мура. Навіть на сайті Intel закон формулюється саме так.


/ фото Steve Jurvetson CC

Початок кінця
Звичайно, закон Мура не фізичний закон і був всього лише висловленим наглядом. Тому маркетологи використовують його так, як їм зручно. Але не можна заперечувати вплив закону Мура, в будь-якій його формулюванні, на індустрію. Нейл Томпсон (Neil Thompson), доцент міжнародної бізнес-школи при Массачусетському технологічному інституті, вважає, що головною перевагою закону було те, що він координував дії виробників і ринку. Всі знали, на що розраховувати і до чого готуватися кожні два роки. А без загального плану дій, деяким компаніям доведеться складніше.

Складнощі виникали і раніше, і є різні версії закінчення дії цього закону. У виданні Economist наводяться слова Пітера (Peter Lee), віце-президента Microsoft Research, який упевнений, що кількість людей, які пророкують закінчення закону Мура, подвоюється кожні два роки (див. другий абзац після графіка джерело). Наведемо кілька прикладів.

Ще в 1996 році Майкл Мелоун (Michael Malone) опублікував результати дослідження, де серед іншого було проведено опитування на тему того, скільки ще буде актуальний закон Мура. відповіді експертів різнилися від 3 до 20 років (див. пункт «So When Will вологи мура s Law End? Is This The Right Question?»). З іншого думку, закон трохи пізніше перестав бути економічно вигідним. У 2009 Financial Times вийшла стаття про це, де прогнозувалося остаточне припинення його дії в 2014 році.

Сьогодні знову говорять про економічну смерті закону. Ця думка підкріплюється вартістю виробництва процесорів, яка все продовжує збільшуватися. За словами Генделя Джонса (Handel Jones), генерального директора International Business Strategies (в тій же статті Economist), сьогодні вартість фабрики з виробництва найсучасніших процесорів становить 7 мільярдів доларів. Фабрика по виробництву 5-нм процесорів (приблизно 2020 рік) буде коштувати вже близько 16 мільярдів доларів, що становитиме приблизно третину від річного доходу Intel.

Сьогодні закінчення дії, або, принаймні, уповільнення, пов'язують з тим, що компанія Intel перенесла дату випуску нового процесора з 10-нм транзисторами на 2017 рік. При цьому представники компанії відзначають, що це зовсім не разова акція. Компанія більше не буде встигати збільшувати кількість транзисторів на процесорі кожні два роки. Intel, можливо, скоро перейде на нову технологію виготовлення транзисторів. Хоча согласно дорожній карті (пункт 7.5.2), зменшення транзисторів (максимально до 5 нм) буде можливо до 2021 року завдяки технології безмасочной літографії.

Альтернативні варіанти розвитку
Існує багато прогнозів щодо розвитку нових технологій і їх зв'язку з законом Мура, точніше, з тією версією, яка говорить про продуктивності процесорів. Хтось вважає, що навіть після досягнення розміру в 5 нм, транзистори зможуть продовжувати зменшуватися завдяки виникненню нанопрограммирования. Інші говорят про ряд технологій, які зможуть зіграти роль у розвитку індустрії процесорів і дозволять зменшувати розмір транзисторів без шкоди для їх функціональності. Мова йде про графенах, або вуглецевих нанотрубках.

Команді вчених національної лабораторії Берклі вдалося транзистор з затвором розміром в 1 нм. Для цього вчені використовували графен і дисульфід молібдену (MoS2), «обтяжувальний» електрони і дозволяє уникнути витоків. З іншого боку, кандидат наук в області фотоніки Арнаб хозарів та (Arnab Hazari) говорит про те, що ефективна довжина хвилі фотонів становить 1,3 мікрометра, а електрона — 50-1000 разів менше. Це може означати, що обладнання для обробки фотонів має бути більше, ніж те, що використовується сьогодні. Але так як для фотонного процесора потрібно лише декілька джерел світла, розміри вийде зберегти, а ось зменшити — навряд чи, упевнений автор статті.

Сьогодні багато процесів з обробки та зберігання даних виконуються в хмарі. Наприклад, для підвищення продуктивності своїх серверів IT-корпорації використовують системи ШІ. Google і Microsoft розробили процесори для систем штучного інтелекту і глибинного навчання, що підвищило їх продуктивність.

У квітні цього року процесор на базі штучного інтелекту выпустили Nvidia, він також призначений для хмарних обчислень. Минулого місяця на конференції «Structure 2016» Урс Хельцле (Urs Holze) заявил, що нова технологія дозволить збільшити продуктивність лише на 30%, але і цього буде достатньо, а сфера хмарних обчислень — найсприятливіша для впровадження інновацій.

Ще одна технологія з великим майбутнім — квантові обчислення. У листопаді в університеті Колорадо Джон Мартинис (John Martinis) з Google проводив семінар під назвою «Що буде після закону Мура: квантові обчислення». Перспективною вважають цю технологію і в Microsoft: в кінці листопада Тодд Холмдал (Todd Holmdahl), глава відділення по квантовим досліджень, заявив, що компанія вже готова перейти від дослідження до розробки. Причому мета — не просто створення масштабованого квантового комп'ютера на основі квантових бітів заради підвищення продуктивності, а створення загальнодоступної технології, яка переверне медицину, науку про матеріалах і дозволить створити нову «квантову» економіку.

Ще один напрям розвитку процесорів — використання оптичних обчислювальних систем. Фотони набагато швидше електронів і дозволяють досягти більшої швидкості і продуктивності. Раніше занадто висока вартість виробництва була вирішальним фактором не на користь таких процесорів. Але в деяких областях комп'ютерних технологій, таких як обробка аналогового сигналу, вимагає надшвидка обробка даних, яку можуть забезпечити тільки фотонні процесори.

Команді з Прінстонського університету в Нью-Джерсі вдалося создать чинний оптичний процесор, який включає в себе ще й нейроморфную технологію. В основі розробки — нейронна мережа, в якій кожен вузол повинен мати таку ж частотну характеристику, як і у нейрона.

Вузли мають форму крихітних круглих хвилеводів, вирізаних у кремнієвій підкладці, в яких може циркулювати світло. Світло є сигналом на вводі і регулює вихідну потужність лазера. Вчені прийшли до висновку, що така фотонна нейронна мережа з 49 вузлами справляється із завданням в три рази швидше, ніж центральний процесор.

До речі, за законом Мура плутанина існує не тільки в світі електроніки. Перші «закони» виникали хоча б в технічній області: «закон Мура про програмне забезпечення» або «закон Мура про пропускну здатність». Але потім тенденція поширилася далеко за межі комп'ютерних наук: «закон Мура в області біології», «закон Мура про економічний добробут» і т. д.

Протягом декількох десятиліть, число з'являються «законів», названих в честь Гордона Мура, подвоюється кожні п'ять років. Якщо так триватиме і далі, то до 2080 року на кожне англійське слово (а їх налічується від декількох сотень тисяч до мільйона) буде існувати за окремим законом Мура.

Трохи про нашому проекті (1cloud на Хабре:

А ще ми збираємо такі дайджести:

Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.