Чтение онлайн

– Есть ли то, что ещё вы хотели предсказать, но не сделали? – допытывался я.

– Влияние Интернета меня поразило, – ответил Мур. – Казалось, будет просто ещё одна мелкая коммуникационная сеть, которая решит определённые проблемы. Нет, я не осознавал, что Интернет откроет целую вселенную новых возможностей. Вот что я хотел бы предсказать.

Существует так много замечательных примеров исполнения закона Мура, что трудно выбрать среди них фаворита. Один из лучших примеров предложил писатель Джон Ланчестер в эссе «Роботы идут», опубликованном 15 марта 2015 года в London Review of Books.

«В 1996 году, – писал Ланчестер, – в ответ на российско-американский мораторий на ядерные испытания 1992 года правительство США запустило программу под названием «Ускоренная стратегическая вычислительная инициатива» – ASCI. Приостановка испытаний привела к необходимости запуска сложных компьютерных симуляций возрастных изменений вооружений, находящихся на хранении (с точки зрения их безопасности), а также (да, мы живём в опасном мире!) для разработки новых типов вооружения, не нарушающих условия моратория».

Развивая этот пример, Ланчестер добавил ещё кое-что.

Теперь, когда закон Мура перешёл на вторую половину шахматной доски, далеко ли он сможет по ней зайти? Как мы уже говорили, микрочип состоит из транзисторов – миниатюрных переключателей. Они соединены крошечными медными проводами, которые действуют как трубы, по которым текут электроны. Принцип работы микросхемы заключается в том, что вы проталкиваете электроны настолько быстро, насколько возможно, через множество медных проводов на одной микросхеме. Когда вы посылаете электроны от одного транзистора к другому, то запускаете включение или выключение данного переключателя и таким образом выполняете какую-то вычислительную функцию. С каждым новым поколением микрочипов задача усложняется – надо протолкнуть электроны через всё более тонкие провода ко всё большему количеству меньших по размеру переключателей, чтобы всё быстрее открывать и перекрывать поток электронов и генерировать больше вычислительной мощности при минимально возможном количестве потребления энергии и выделения тепла. И при столь низкой стоимости, насколько только возможно.

– Но когда-нибудь это должно прекратиться, – считает Мур. – Подобные экспоненты не длятся вечно.

Однако мы ещё не достигли предела. В течение пятидесяти лет отрасль постоянно находила новые способы либо уменьшить размеры транзисторов примерно на 50 % при относительно одинаковых затратах (предлагая, таким образом, вдвое больше транзисторов по той же цене), либо установить то же количество транзисторов за половину стоимости. Этого можно добиться за счёт сокращения транзисторов и уменьшения толщины проводов. В некоторых случаях, чтобы поддерживать экспоненциальный рост примерно каждые 24 месяца или около того, требовалась разработка новых структур и материалов. Только один пример: самые ранние интегральные схемы использовали в микросхеме один слой алюминиевой подложки. Сегодня тринадцать медных слоёв, каждый из которых размещён поверх другого. Производство перешло на нанотехнологический уровень.

– Я, наверное, с десяток раз слышал, как закону Мура предсказывали остановку и забвение, – поведал мне генеральный директор Intel Брайан Кржанич. – Когда мы работали на уровне трёх микрон (0,001 миллиметра, или около 0,000039 дюйма), люди говорили: «Как мы сделаем что-то ещё меньше? Можем ли мы сделать пленку для таких устройств достаточно тонкой и можем ли уменьшить длину волны света, чтобы сформировать столь мелкие элементы?» Но каждый раз мы находили новые, прорывные решения. Никогда нельзя сказать, каким будет новый ответ на появляющиеся вызовы. Тем не менее каждый раз, подходя вплотную к новому барьеру, мы находили способ его преодолеть.

По правде говоря, признал Кржанич, последние две итерации закона Мура потребовали около двух с половиной лет, а не двух, так что некоторое замедление всё-таки произошло. Независимо от того, происходит ли экспонента раз в год, в два или в три года, важным моментом остаётся то, что благодаря постоянному нелинейному совершенствованию микрочипов мы постоянно производим машины, роботов, телефоны, часы, программное обеспечение и компьютеры умнее, быстрее, миниатюрнее, дешевле и эффективнее.

– Сейчас мы дошли в производстве до уровня четырнадцати нанометров, что намного меньше всего, что вы можете увидеть человеческим глазом, – объяснил Кржанич, ссылаясь на новейший микрочип Intel. – Чип может быть размером с ноготь, но на нём уместится более миллиарда транзисторов. Мы хорошо знаем, как достичь уровня десяти нанометров, и у нас есть способы для достижения семи и даже пяти нанометров. Помимо того, есть множество других идей, над которыми бьются наши сотрудники. Это типичная ситуация, так было всегда.

Исполнительный вице-президент Intel по технологиям и производству Билл Холт отвечает за соблюдение закона Мура. Он провёл для меня экскурсию в Портленде, Орегон, по заводу Intel, где изготавливают чипы. Я смотрел через защитное окно в стерильную комнату, где роботы двадцать четыре часа в сутки перемещают чипы из одного производственного процесса в другой, в то время как мужчины и женщины в белых халатах следят за тем, чтобы роботы были «счастливы» и исправно функционировали.

Холт не терпит тех, кто считает, будто бы закон Мура изживает себя. По его словам, сейчас ведётся так много исследований новых материалов, на которых можно будет уместить ещё больше транзисторов, потребляющих ещё меньше энергии и выделяющих ещё меньше тепла, что он уверен: через десять лет «нечто инновационное» придёт – и обеспечит закону Мура новый виток.

Однако, даже если новые материалы не будут найдены, важно помнить: с самого начала вычислительная мощность микрочипов улучшалась благодаря не только кремнию, но и совершенствованию софта.

– Более мощные микросхемы позволили создать более сложное программное обеспечение, а затем некоторые из этих программ использовали для ускорения самих микросхем – благодаря новым разработкам и оптимизации всей сложности процессов, которая росла на самом чипе, – отметил Крейг Манди.

Именно усиливающие друг друга прорывы в разработке микросхем и софта заложили основу недавних прорывов в области искусственного интеллекта, или АI [12] . Поскольку машины теперь могут получать и обрабатывать данные с невообразимыми ранее скоростями и объёмами, они способны распознавать закономерности и узнавать многое – подобно тому, как это делает наш биологический мозг.

А всё началось с того первого микрочипа и закона Мура.

– Многие люди предсказывали конец закону Мура множество раз, – заключил Холт, – и предсказывали по разным причинам. Единственное, что у них было общего, – все они ошибались.

Было время, когда вы в запале могли назвать кого-то «тупым, как пожарный гидрант» или «бестолковым, как мусорное ведро».

Я бы больше так не делал.

Одно из основных и, возможно, неожиданных последствий технологического ускорения заключается в следующем: пожарные гидранты и мусорные баки стали по-настоящему умными.

Рассмотрим для примера регистратор давления Telog, который подключается к пожарному гидранту и передает данные о давлении воды по беспроводной сети прямо на рабочий стол местной коммунальной службы, что значительно сокращает количество выбросов и поломки гидрантов. А как расценить мусорные баки Bigbelly, оснащённые датчиками, передающими по беспроводной связи информацию о том, что они заполнены и нуждаются в опустошении – так что сборщики мусора могут оптимизировать свои маршруты обслуживания, и город может стать чище за меньшие деньги?