Сегодня законом Мура называется почти любая экспоненциальная или другая закономерность. Что же на самом деле говорил Гордон Мур? В своей статье 1965 (пункт «Costs and Curves») он говорит об удвоении компонентов на интегральной микросхеме каждый год при минимально возможной выгодной цене. Позднее, в статье 1975 года он вводит другой временной показатель — 2 года.

Цифру 18 месяцев и само высказывание об увеличении мощности процессоров, наряду с увеличением их количества и тактовой частоты, сам Мур в одном из интервью приписывает Дейву Хаусу (Dave House), сотруднику Intel. Однако в некоторых источниках, например, тут, именно это и понимают под законом Мура. Даже на сайте Intel закон формулируется именно так.


/ фото Steve Jurvetson CC

Начало конца

Конечно, закон Мура не физический закон и был всего лишь высказанным наблюдением. Поэтому маркетологи используют его так, как им удобно. Но нельзя отрицать влияние закона Мура, в любой его формулировке, на индустрию. Нэйл Томпсон (Neil Thompson), доцент международной бизнес-школы при Массачусетском технологическом институте, считает, что главным преимуществом закона было то, что он координировал действия производителей и рынка. Все знали, на что рассчитывать и к чему готовиться каждые два года. А без общего плана действий, некоторым компаниям придется сложнее.

Сложности возникали и раньше, и есть разные версии окончания действия этого закона. В издании Economist приводятся слова Питера Ли (Peter Lee), вице-президента Microsoft Research, который уверен, что количество людей, предсказывающих окончание закона Мура, удваивается каждые два года (см. второй абзац после графика в источнике). Приведем несколько примеров.

Еще в 1996 году Майкл Мэлоун (Michael Malone) опубликовал результаты исследования, где среди прочего был проведен опрос на тему того, сколько еще будет актуален закон Мура. И ответы экспертов разнились от 3 до 20 лет (см. пункт «So When Will Moore's Law End? Is This The Right Question?»). По другому мнению, закон чуть позже перестал быть экономически выгодным. В 2009 в Financial Times вышла статья об этом, где прогнозировалось окончательное прекращение его действия в 2014 году.

Сегодня опять говорят об экономической смерти закона. Это мнение подкрепляется стоимостью производства процессоров, которая все продолжает увеличиваться. По словам Генделя Джонса (Handel Jones), генерального директора International Business Strategies (в той же статье Economist), сегодня стоимость фабрики по производству самых современных процессоров составляет 7 миллиардов долларов. Фабрика по производству 5-нм процессоров (примерно 2020 год) будет стоить уже порядка 16 миллиардов долларов, что составит примерно треть от годового дохода Intel.

Сегодня окончание действия, или, по крайней мере, замедление, связывают с тем, что компания Intel перенесла дату выпуска нового процессора с 10-нм транзисторами на 2017 год. При этом представители компании отмечают, что это совсем не разовая акция. Компания больше не будет успевать увеличивать количество транзисторов на процессоре каждые два года. Intel, возможно, скоро перейдет на новую технологию изготовления транзисторов. Хотя согласно дорожной карте (пункт 7.5.2), уменьшение транзисторов (максимально до 5 нм) будет возможно до 2021 года благодаря технологии безмасочной литографии.

Альтернативные варианты развития

Существует много прогнозов относительно развития новых технологий и их связи с законом Мура, точнее, с той его версией, которая говорит о производительности процессоров. Эксперты говорят о ряде технологий, которые смогут сыграть роль в развитии индустрии процессоров и позволят уменьшать размер транзисторов без ущерба для их функциональности. Речь идет о графенах, или углеродных нанотрубках.

Команде ученых в национальной лаборатории Беркли удалось создать транзистор с затвором размером в 1 нм. Для этого ученые использовали графен и дисульфид молибдена (MoS2), «утяжеляющий» электроны и позволяющий избежать утечек. С другой стороны, кандидат наук в области фотоники Арнаб Хазари (Arnab Hazari) говорит о том, что эффективная длина волны фотонов составляет 1,3 микрометра, а электрона — в 50-1000 раз меньше. Это может означать, что оборудование для обработки фотонов должно быть больше, чем то, которое используется сегодня. Но так как для фотонного процессора нужно лишь несколько источников света, размеры получится сохранить, а вот уменьшить — вряд ли, уверен автор статьи.

Сегодня многие процессы по обработке и хранению данных выполняются в облаке. Например, для повышения производительности своих серверов IT-корпорации используют системы ИИ. Google и Microsoft разработали процессоры для систем искусственного интеллекта и глубинного обучения, что повысило их производительность.

В апреле этого года процессор, предназначенный для работы с системами искусственного интеллекта также выпустили в Nvidia, он также предназначен для облачных вычислений. В прошлом месяце на конференции «Structure 2016» Урс Хельцле (Urs Holze) заявил, что новая технология позволит увеличить производительность лишь на 30%, но и этого будет достаточно, а сфера облачных вычислений — самая благоприятная для внедрения инноваций.

Еще одна технология с большим будущим — квантовые вычисления. В ноябре в университете Колорадо Джон Мартинис (John Martinis) из Google проводил семинар под названием «Что будет после закона Мура: квантовые вычисления». Перспективной эту технологию считают и в Microsoft: в конце ноября Тодд Холмдал (Todd Holmdahl), глава отделения по квантовым исследованиям, заявил, что компания уже готова перейти от исследований к разработке. Причем цель — не просто создание масштабируемого квантового компьютера на основе квантовых битов ради повышения производительности, а создание общедоступной технологии, которая перевернет медицину, науку о материалах и позволит создать новую «квантовую» экономику.

Еще одно направление развития процессоров — использование оптических вычислительных систем. Фотоны намного быстрее электронов и позволяют добиться большей скорости и производительности. Раньше слишком высокая стоимость производства была решающим фактором не в пользу таких процессоров. Но в некоторых областях компьютерных технологий, таких как обработка аналогового сигнала, требует сверхбыстрая обработка данных, которую могут обеспечить только фотонные процессоры.

Команде из Принстонского университета в Нью-Джерси удалось создать действующий оптический процессор, который включает в себя еще и нейроморфную технологию. В основе разработки — нейронная сеть, каждый узел которой должен иметь такую же частотную характеристику, как и у нейрона.

Узлы имеют форму крошечных круглых волноводов, вырезанных в кремниевой подложке, в которых может циркулировать свет. Свет является сигналом на вводе и регулирует выходную мощность лазера. Ученые пришли к выводу, что такая фотонная нейронная сеть с 49 узлами справляется с заданием в три раза быстрее, чем центральный процессор.

Кстати, с законом Мура путаница существует не только в мире электроники. Первые «законы» возникали хотя бы в технической области: «закон Мура о программном обеспечении» или «закон Мура о пропускной способности». Но потом тенденция распространилась далеко за пределы компьютерных наук: «закон Мура в области биологии», «закон Мура об экономическом благосостоянии» и т.д.

В течение нескольких десятилетий, число появляющихся «законов», названных в честь Гордона Мура, удваивается каждые пять лет. Если так будет продолжаться и дальше, то к 2080 году на каждое английское слово (а их насчитывается от нескольких сотен тысяч до миллиона) будет существовать по отдельному закону Мура.

Немного о нашем проекте (1cloud) на Хабре:

• Клиентоориентированность как основа бизнеса: Опыт IaaS-провайдера «1cloud»
• Немного о безопасности в «облаке»: Опыт IaaS-провайдера «1cloud»
• Как сделать виртуальную инфраструктуру доступнее

А еще мы собираем вот такие дайджесты:

• VPN-дайджест: Ознакомительные и практические материалы на Хабре
• «Ультимативный» SSL-дайджест: Лучшие практические материалы на Хабре и не только