Прошло 50 лет, а закон Мура продолжает удваивать ставку

21 Апреля 2015, Илья Хель 47

19 апреля 1965 года 36-летний глава научно-исследовательского отдела фирмы Fairchild Semiconductor опубликовал прогноз в отраслевом журнале Electronics. Ученый утверждал, что число компонентов — транзисторов — на одном компьютерном чипе будет удваиваться каждый год, а стоимость на чип будет оставаться постоянной.

Гордон Мур

«Интегральные схемы приведут к таким чудесам, как домашние компьютеры — или, по крайней мере, терминалы, подключенные к центральном компьютеру, — автоматическому контролю автомобилей, а также персональному портативному коммуникационному оборудованию», — писал этот ученый Гордон Мур.

В то время Мур думал, что его прогноз будет справедливым по меньшей мере десять лет — с 60 компонентов на одном кремниевом чипе до 65 000 к 1975 году. В том году он пересмотрел свой прогноз до удвоения каждые два года. Тогда же он стал сотрудничать с небольшой компанией Intel, которая однажды станет самой крупной полупроводниковой компанией в мире. Сегодня, 50 лет спустя, прогноз Мура стал известен как закон Мура, хотя у этой легенды выросла длинная борода. Впрочем, испытание временем он выдержал.

«В самом начале это был просто способ создания хроники прогресса, — рассказал Мур, которому сейчас 86 лет, в недавнем интервью. — Но постепенно это стало чем-то, что различные участники отрасли должны были признать, чтобы не отстать технологически».

За последние пятьдесят лет всплеск вычислительной мощности, предсказанный законом Мура, шел параллельно траектории инноваций в Кремниевой долине. Когда-то компьютеры были размером с комнату. Теперь смартфоны обладают большей вычислительной мощностью, чем компьютер, который впервые вывел людей в космос и на Луну. Когда Мур сделал свое первое предсказание, транзисторы были размером со «стерку» на конце карандаша. Теперь шесть миллионов транзисторов могут уместиться в точке в конце этого предложения. Постоянство, с которым чипы набирали в мощности, предсказанные законом Мура, позволило компаниям уверенно инвестировать в развитие сложных технологий, дисплеев, сенсоров, памяти, программного обеспечения, Интернета. Все это время цены за единицу вычислительной мощности продолжали падать.

Большие надежды

При всем этом надежность закона Мура также сформировала ожидания. Сегодня пользователи надеются только на то, что их устройства будут становиться быстрее, дешевле и компактней, идти в ногу с законом Мура. Этот императив заставляет технические компании двигаться вперед, соответствуя установленным ими же стандартам, если они хотят остаться на плаву.

Более того, это ожидание распространяется, вопреки всему, за пределы устройств в сферы инноваций в облачных вычислениях, Интернета, соцмедиа, поиска, потокового видео и остального. По мнению Дэна Хатченсона, главного исследователя рынка чипов в VLSI Research, рыночная стоимость компаний по всему спектру технологий, зависимых от закона Мура, составила 13 триллионов долларов в 2014 году — это одна пятая стоимости активов мировой экономики.

В результате закон Мура также стал означать, что компании находятся в постоянном соперничестве со своим собственным прогрессом, говорит Стив Браун, стратег Intel. К счастью для них, говорит Браун, закон Мура — не закон природы. «Это больше стремление и система верований», — говорит он. Эта вера движет прогресс технологических компаний, заставляет их превосходить самих себя год за годом, и этой вере привержены пользователи.

Помимо достижений в самих вычислительных технологиях, всплеск мощности, предсказанный законом Мура, привел к логичным трансформациям и в других отраслях, в том числе здравоохранении, фармацевтике и генетике. Многие препараты были протестированы «в сознании компьютеров», отмечает Браун. Программное обеспечение может проанализировать геном человека за минуты.

Именно эти достижения, считает Браун, могут быть важными для всех нас. «В конечном счете дело не в том, чтобы сделать лучший и быстрый смартфон. В конечном счете мы можем обнаружить, как производить больше пищи, улучшать условия жизни и объединять людей. Закон Мура может стать ключом в разгадке всего этого».

47 комментариев Оставить свой

  1. SuperStarSieve

    Честно, у меня такое впечатление, что закон Мура поддерживается искусственно компаниями, производящими железо. Им было бы невыгодно просто дать людям на следующий год аппарат, на борту которого было бы в 8-10 раз больше транзисторов и, соответственно, обладающий невероятным превосходством в плане мощности. Куда выгоднее растянуть это на лет 5, и выпускать, скажем, процессоры с удвоенной мощностью каждый год, попутно набивая карманы баксами. Plot twist: они не совсем заинтересованы в радикальных инновациях, скорее готовы постоянно соперничать друг с другом, придерживаясь определенного правила: не перегибать планку.
    !!ИМХО!!

    • Nauryzzz

      SuperStarSieve, Согласен. Наверняка где-то в лабораториях у полупроводниковых компаний есть чипы 2-3 раза мощнее нынешных суперчипов. Но сразу все это выкладывать конечно не выгодно.

      • michaelangelo

        Nauryzzz, На самом деле конкуренция жесточайшая. Есть американские корпорации, корейские и тайванские которые соревнуются в нанометрах до сих пор. Всех сейчас делает самсунг со своими 10нм тех процессом.

    • Rambler

      SuperStarSieve, Ох уж эти диванные "специалисты". Кстати, в СССР развитие электроники тоже подчинялось закону Мура.

      • SuperStarSieve

        Rambler, Сами подумайте: неужели каким-то чудным образом так получается, что удается удваивать кол-во транзисторов с определенной периодичностью? И эта статистика постоянно сохраняется... Интересно.

        • mr Vanya

          SuperStarSieve, Да нет никакого "закона" есть грубое ни на чём не основанное рекламно-маркетинговое предсказание программиста-кибернетика подправленное самим же предсказателем на 100%.
          Развитие обычно идёт по логарифму. Сначала крутой рост в районе нуля, потом неизбежное замедление. Производная 1/х - стремится к нулю при х стремящимся к бесконечности.
          Самый страшный сон рыночной экономики это когда однажды, на Новый Год человек не купит новый компьютер, потому, что его прошлогодний компьютер ничем аппаратно не отличается от нового. Отсюда и вечный закон Мура :-(

          • SuperStarSieve

            mr, На самом деле там не 1/х, но экспоненциальный рост.

            • mr Vanya

              SuperStarSieve, 1/х это производная от ln(x)
              предсказание Мура 2^(x/2) что гораздо больше логарифма

              2^(40/2) - гиганское число и естественно не работает. Особенно хорошо это видно если сравнивать например i7 второго и третьего поколения. Налицо замедление наращивания хардверной мощности.

              • SuperStarSieve

                mr, А, ну если вы говорите именно о производительности процессоров, то все ок.

              • SuperStarSieve

                mr, Я, говоря об экспоненте, имел ввиду технологический прогресс.

                • mr Vanya

                  SuperStarSieve, Это больше эмоциональная сфера. Кто-то назовёт рост экспоненциальным, кто-то линейным, кто-то логарифмическим.
                  Технологии сложно измерить. Они прыгают от количества к качеству.
                  Процессоры сначала прирастали частотами, потом количеством ядер, потом внутрь втащили графическое ядро. Следующий этап возможно интеграция памяти с северным мостом и шиной данных

                  • SuperStarSieve

                    mr, Мне не очень нравится, что в машине все разделено: видеокарта, процессор, РАМ, материнка, звуковая и т.д. Пора все объединить в один "суперпроцессор". :)
                    ИМХО фантазировать тоже иногда полезно.

                    • mr Vanya

                      SuperStarSieve, Безусловно.
                      Только надо бы помнить, что таковыми компьютеры уже были, до IBM революции. Когда компания представила принцип открытой архитектуры. Разнесли функциональность на отдельные узлы: материнская плата, процессор, сопроцессор, память, видеокарта, видеопамять, звуковая карта, блок питания, дисководы и т.д.
                      Всё стало выходить в IBM стандарте и компьютеры пошли (впрыгнули) в каждый дом.
                      Как бы не деградировать в этом плане. :-)

  2. mr Vanya

    i286 процессор дата релиза 1982, к-во транзисторов 134,000
    Через 24 года в 2006 по идее должен был быть процессор с 134,000*2^12=1,097,728,000 транзисторов. Больше миллиарда
    Современный же Intel i5 процессор, появившийся только аж в 2010-ом году (ещё 2^2) имеет всего лишь 382 миллиона транзисторов.

    http://www.physics.uni-altai.ru/community/wiki/i286
    http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Intel_Core_i5_microprocessors

    • michaelangelo

      mr, Ваня тактовую частоту процессоров тоже надо учитывать. Сколько герц было в 286 процессоре? И сколько гига герц в айпятом? Чем больше герц тем шустрее машинка гоняет.

      • mr Vanya

        michaelangelo, Мур говорил про количество транзисторов. Про тактовую частоту тогда ещё не задумывались.
        3 гигагерца, как стандарт, уже лет 10 последних. Что-то там тоже у производителей не прогрессирует.
        Я предлагаю удваивать количество ядер в проце каждые два года.

        • michaelangelo

          mr, Да они уже не могут ниже 10нм опуститься. Сейчас многослойные процы начнут делать, материалы с кремния на графен менять и количество ядер увеличивать. А вообще пора бы уже на архитектуру квантовых компьютеров переходить.

          • Hell-Fire

            michaelangelo, Нельзя так пугать меня. Только сейчас подходим к беззвучным десктопам, если будут в несколько слоёв - это будет кошмаром(((

          • Qreemer

            michaelangelo, Есть физические ограничения по материалам. Нельзя разместить больше транзисторов чем туда вмещается. Как бы в 1 куб сантиметр нехотя поместить больше вещества чем 1 куб сантиметр. Размеры транзисторов тоже минимизируют до разумных пределов - не до масштаба атомов конечно.

            • mr Vanya

              Qreemer, 1. можно увеличивать площадь процессора (скажем до 100 кв.см)
              2. лепить транзисторы в несколько рядов (многослойные схемы)
              3. увеличивать кол-во процессоров на материнской плате

        • tabasko

          mr, Это условно в два раза, это как вольт на ампер получаем ватт с более экономичным выхлопом.

  3. kaeban222

    Это когда-то закончится, предел совершенства есть.

    • SuperStarSieve

      kaeban222, С наномашинами нам больше не нужно будет увеличивать кол-во транзисторов. Мы сможем подчинить себе материю.

      • mr Vanya

        SuperStarSieve, Осталось научиться делать наномашины из бозонов, ну или в крайнем случае из нейтрино :-)

        • SuperStarSieve

          mr, Ну, это где-то там, за горой под названием "ближайшее будущее".

          • mr Vanya

            SuperStarSieve, Ага.
            Операционку лучше бы покачественнее писали. А то любой прирост хардверной производительности тут же сжирается возросшей затратностью очередной ОС. Прямо непреднамереннный сговор софт- и хардверщиков

            • SuperStarSieve

              mr, Так и есть. Почему, думается, требования в играх растут быстрее уровня графики!

              • michaelangelo

                SuperStarSieve, Нвидиа там какуюто супернавороченную карту выпустил год назад Титан Х. Она мне кажется 5 лет спокойно любую игру потянет на самых высоких настройках.

                • SuperStarSieve

                  michaelangelo, Да, есть такая - Titan Z с 12 ГБ видеопамяти.

                  • tabasko

                    SuperStarSieve, + ускоритель с двумя видеокартами в купе 24 Гбт памяти...

                • mr Vanya

                  michaelangelo, "неоптимальным" алгоритмом можно убить любую производительность.
                  Читал интересный факт про "задачу коммивояжёра" - когда у тебя есть N домов и их надо обойти не пропустив ни одного и пройти при этом минимальную дистанцию. Простой перебор даёт тебе N! (факториал) вариантов.
                  Задача всего лишь из 100 домов порождает 100!
                  Чтобы понять что это за число надо взять все электроны вселенной, представить на их месте самые производительные на данный момент суперкомпьютеры и дать им параллельно считать время равное жизни вселенной - и они не справятся со 100! перебором.
                  Ужос :-)

                  • SuperStarSieve

                    mr, Да, я знаю, что такое факториал и представляю, насколько огромным является число 100! На Паскале сам писал программу, которая высчитывала факториал вводимых чисел. Так вот там, даже при условии "longint" максимальным числом, которое программа считала, было 12. :/

                    • mr Vanya

                      SuperStarSieve, Ага, решить судоку методом перебора компу не суждено в ближайший миллиард лет :-)

                • gskull

                  michaelangelo, И более слабая карта будет тянуть игры ещё лет пять. Пока новые консоли не появятся. Ибо графика сейчас ориентируется на мощности нынешних консолей и так будет пока новое поколение не появится.

              • tabasko

                SuperStarSieve, Разрешение меняется и требуется процессор соответствующий, но по мне больше fhd пока не требуется.

                • SuperStarSieve

                  tabasko, Ну, у меня нет опыта работы с 4К, поэтому не могу с уверенностью заявить, что мне хватает FHD.

  4. tabasko

    Я думаю он остановится на многослойной одноатомной решётке.

    • tabasko

      tabasko, Жаль что скоростью света ограничены...
      Но будем надеяться "пока" ограничены.

  5. michaelangelo

    Уважаемый Илья напишите пожалуйста статью про закон Роуза по квантовым компьютерам, пришел на смену закона Мура.

  6. storm X

    Интекрксно, раз уд на то пошло, а сколько Нм было, когда Мур предсказал это?

  7. Penetrator

    А я бы пожелал всем нам прожить столько же, сколько Мур и больше,
    и увидеть еще больше всего интересного в развитии процессоров!

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.