Нарушение закона Мура: замедление прогресса или спасение человечества?

Один из основополагающих принципов развития технологической отрасли — закон Мура — перестает действовать. 6 Август 2015, 12:08
Глава  Intel  Брайан  Кржанич  (Brian Krzanich)
В июле корпорация Intel признала, что двухлетний интервал для выпуска процессоров новых поколений уже не выглядит столь реалистичным, как раньше. По сообщению Financial Times, глава Intel Брайан Кржанич (Brian Krzanich) признал, что куда более реальным стал срок в два с половиной года. Заявление, лишь подтвердившее очевидный факт, не стало неожиданностью для подкованной аудитории, но вызвало новую волну рассуждений о том, к каким последствиям приведет «сбой» в правиле, действовавшем более полувека.
Закону Мура 50 лет. Фото предоставлено пресс-службой Intel в России
К чему может привести увеличение интервала выпуска новых процессоров? На эту тему Sk.ru пообщался с руководителем Центра Мобильных Технологий Фонда «Сколково» Василием Рыжонковым.  Правило, определившее развитие всей современной микроэлектроники, в 1965 году сформулировал сооснователь Intel Гордон Мур. Стоит отметить, что формулировка закона Мура изменялась не единожды. Изначально Гордон Мур вывел правило, что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 12 месяцев. Спустя 10 лет, в 1975 году Мур, руководствуясь эмпирическими наблюдениями, скорректировал формулировку, и классический «закон о полупроводниках», принятый в Intel, пришел к виду: «Количество транзисторов в микросхеме удваивается каждые два года».
«На практике, закон варьировался несколько раз, в зависимости от интерпретации — брался за точку отсчета рост производительности или рост числа транзисторов на единицу площади, для перехода от одного поколения микропроцессоров к следующему требовалось 12 месяцев, 18 месяцев, затем время приблизилось к двум годам», — рассказал Василий Рыжонков.
Руководитель  Центра  Мобильных  Технологий  Фонда «Сколково»
Василий  Рыжонков.
На конференции 16 июля Intel заявила, что выход процессоров  Intel Core следующего поколения — Skylake — отложен на полгода. Кроме того, компания перенесла сроки перехода на 10-нанометровый технологический процесс — ранее ожидалось, что 10 нм-чипы появятся в середине 2016 года, однако, по словам Брайана Кржанича, они появятся на рынке не ранее второй половины 2017 года. Глава Intel объяснил задержку техническими сложностями дальнейшего уменьшения размеров транзисторов и прочих элементов микросхем.
«Увеличение срока до 2,5 лет можно назвать закономерным, и причин довольно много. Но прежде всего — это физические барьеры, возникшие, когда нормы техпроцесса приблизились к размерам, сопоставимым со структурой вещества — речь идет уже об атомах, и реализовывать это становится все тяжелее», — пояснил Василий Рыжонков.

Вопрос смещения сроков, обозначенных законом Мура, гораздо шире, чем может показаться на первый взгляд. Он касается не одного лишь производства полупроводников. Существует непосредственная связь между технологиями, бизнесом и инвестициями. Если скорость прогресса снижается, то цикл, состоящий из инвестиций в разработку технологий, внедрения технологий на рынок, получения прибыли и реинвестирования средств в новые технологии — увеличивается.
«Вся полупроводниковая индустрия держалась десятки лет на этом цикле, — рассуждает Василий Рыжонков. —  У основных игроков рынка была уверенность, что реинвестирование средств в технологии позволит увеличить производительность, скорость конечных устройств, а это позволит найти нового потребителя, продавать на b2b и b2c рынках все больше новых устройств. Довольно давно в технологическом бизнесе начались разговоры о том, что будет, когда этот цикл прервется. Ведь если выпадает один из элементов — вся цепочка порвется. Самый критический элемент при этом — производство технологий. И если рушится цикл — это означает, что скорости вычислительных платформ не растут экспоненциально, а значит все, что мы имеем в данный момент благодаря полупроводниковой индустрии — а это интернет, коммуникации, мобильные устройства, ноутбуки, планшеты и прочее — все рушится как карточный домик. Рушится — не в смысле исчезнет, конечно. Просто ощутимо замедляется развитие».
Из этого следует сразу несколько не самых приятных выводов, как для обычных пользователей, так и для индустрии. К примеру, лидеры рынка потребительской электроники приучили покупателей к ежегодному выходу «инновационных» продуктов — все более мощных и быстрых смартфонов, планшетов, все более тонких ноутбуков. Но привычные сроки выхода новых устройств могут замедлиться. Ну а замедление процесса может привести и к подорожанию электроники, поскольку производители захотят переложить рост себестоимости на плечи конечного потребителя, полагает Василий Рыжонков. За новые гаджеты с топовыми характеристиками придется выкладывать все больше денег.
“More-than-Moore” roadmap. Report from the CATRENE Scientific Committee.
Впрочем, есть и другие, более глобальные и долгосрочные перспективы. «Отмена» закона Мура может отодвинуть момент наступления технологической сингулярности. Известный футуролог и технический директор Google Рэймонд Курцвейл (Raymond Kurzweil) предсказывал, что технологическая сингулярность может наступить уже в 2045 году. Согласно его прогнозу, после появления высокоразвитого искусственного интеллекта, человекоподобных роботов, роботизированных людей и прочих даров ускоряющегося научно-технического прогресса, Земля может превратиться в один «гигантский компьютер», а дальнейшую судьбу цивилизации невозможно будет предсказать при помощи человеческой логики.
Ray Kurzweil popularised the 'singularity' concept, when artificial intelligence overtakes human thinking. Now he is trying to make it a reality for Google. Carole Cadwalladr meets him
У концепции Курцвейла много поклонников, но не меньше критиков. При этом существуют и другие теории, предсказывающие наступление сингулярности уже в 2030 году. Как справедливо отметил обозреватель FT Ричард Вотерс (Richard Waters), замедление технологической гонки, связанное с нарушением действия закона Мура, по крайней мере дает человечеству немного больше времени, чтобы насладиться своей исключительностью.
Стоит отметить, что существует еще один взгляд: некоторые эксперты не исключают, что замедление микроэлектронного прогресса — «страшилка» специалистов кремниевой индустрии, не готовых переходить на принципиально новые технологии. Например — фотонику или квантовые технологии, причем, применительно именно к области компьютерной техники. Сегодня в некоторых странах уже ведутся работы в соответствующих областях. В России, к примеру, действует Российский Квантовый Центр, на базе которого создано нескольких лабораторий, нацеленных на разработку технологий и решений, необходимых для создания квантовых компьютеров. В том числе — технологий, использующих парадоксальные запутанные квантовые состояния. Так что, на смену строгой, можно сказать, механистической логике закона Мура, совсем скоро могут прийти совершенно новые идеи.
Справочно
Зако́н Му́ра — эмпирическое наблюдение, изначально сделанное Гордоном Муром, согласно которому (в современной формулировке) количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца.