В 1965 году, всего через несколько лет после изобретения интегральной электронной схемы, пионер полупроводников, а затем соучредитель Intel Гордон Мур заявил, что число компонентов в интегральной схеме на единицу площади будет удваиваться каждый год. Позже он изменил временной интервал до двух лет, и, наконец, его коллега по Intel Дэвид Хаус сформулировал закон в его нынешнем виде: вычислительная мощность компьютерных чипов удваивается каждые 18 месяцев.
Уже более 50 лет этот закон точно описывает эволюцию компьютерного чипа, что делает его краеугольным камнем всего цифрового прогресса. Но выглядел бы мир по-другому, если бы удвоение происходило медленными шагами, например, каждые пять или десять лет? Тот, кто спрашивает об этом, не понимает математическую динамику экспоненциального роста. Если бы вычислительная мощность микросхем с 1965 года удваивалась бы каждые пять лет, то современные микросхемы будут составлять всего 15 миллионных долей, то есть примерно столько же, сколько чипы в 1981 году.
Смартфон (выпущенный в 2007 году) будет доступен только в 2104. Удвоение времени в 10 лет имело бы еще более драматические последствия: сегодня у нас не было бы компьютерных технологий до 1974 года, а сотовый телефон существовал бы только в 2243 году. Мур был сам Очень хорошо разбирается в сфере действия «своего закона», который заставлял его предсказывать такие чудесные вещи, как домашние компьютеры, цифровые наручные часы, автомобили с автоматическим управлением и «персональные портативные устройства связи» (например, мобильные телефоны и смартфоны). Теперь закон Мура, конечно, не является естественным законом, хотя бы потому, что вечный экспоненциальный рост нарушает любой естественный закон. Скорее это можно понимать как экономический закон. После того, как он был сформулирован и популяризирован, он стал основой планов развития в полупроводниковой промышленности, что, в свою очередь, благодарячто рост вычислительных мощностей на самом деле пока экспоненциальный. Например, с 1990-х годов полупроводниковая промышленность каждые два года представляет четкую дорожную карту, чтобы координировать работу сотен производителей и поставщиков, чтобы закон Мура оставался в силе - что делает его скорее «самоисполняющимся пророчеством» как "закон".
Производители извлекли выгоду из того факта, что до сегодняшнего дня чипы были настолько универсальными, что требовалось очень мало разных типов - в основном процессоры и чипы памяти, которые затем можно было продавать в больших количествах. Это позволило компаниям многократно привлекать необходимый капитал для разработки следующего поколения чипов - один только лидер на рынке Intel ежегодно инвестирует около 10 миллиардов долларов в исследования и разработки, значительная часть которых используется для соблюдения закона Мура., Но уже в 1989 году появились первые предупреждения о том, что компоненты слишком малы. Первая проблема - это тепло, которое неизбежно возникает, когда все больше и больше цепей объединяются во все меньшие площади. Потому что электроны,те, кто движется быстрее и быстрее через все меньшие и меньшие цепи, нагревают чипы все больше и больше. Но вторая проблема еще более фундаментальная.
Кванты определяют законы
Электронные структуры тем временем достигают порядка 10 нанометров. И примерно через пять лет это должно быть только два-три нанометра. Это соответствует порядка десяти атомов. К тому времени, самое позднее, законы квантовой механики будут полностью управлять тем, что происходит, и принцип неопределенности, преобладающий в квантовом мире, делает поведение электронов и, следовательно, транзисторов безнадежно ненадежным, что в основном происходит из-за «квантово-механического туннельного тока», который затем включается. Например, сам Мур предсказал конец своего закона в 2007 году, дав ему от 10 до 15 лет, пока не будет достигнут фундаментальный физический предел. И мы почти добрались там. Например, график дальнейшей разработки чипов, представленный полупроводниковой промышленностью в марте 2016 года на следующие несколько лет, больше не основан на законе Мура. И в своем последнем годовом отчете Intel пишет, что в будущем компания больше не будет основываться на законе Мура. Таким образом, одна из основных движущих сил технического прогресса за последние 50 лет скоро будет исчерпана, и революционное развитие нашего века придет к концу. Это начало конца электронного и цифрового прогресса, как мы его знаем?Таким образом, одна из основных движущих сил технического прогресса за последние 50 лет скоро будет исчерпана, и революционное развитие нашего века придет к концу. Это начало конца электронного и цифрового прогресса, как мы его знаем?Таким образом, одна из основных движущих сил технического прогресса за последние 50 лет скоро будет исчерпана, и революционное развитие нашего века придет к концу. Это начало конца электронного и цифрового прогресса, как мы его знаем?
Содержание статьи:
- Страница 1: Надежда и квант комфорта
- Страница 2: Конец компьютерного века?
Следующая страница