Всего за 379 руб. Купить полную версию
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» придёти 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 микросхемблагодаря 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. Поскольку машины теперь могут получать и обрабатывать данные с невообразимыми ранее скоростями и объёмами, они способны распознавать закономерности и узнавать многоеподобно 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.
Датчики: почему интуиция больше не нужна
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 опустошениитак что сборщики мусора могут оптимизировать свои маршруты обслуживания, и город может стать чище за меньшие деньги?
Да, даже мусорщик сейчас является техническим работником На веб-сайте компании отмечается, что каждая урна Bigbelly имеет определённые размеры и «использует встроенные солнечные панели для запуска моторизованных уплотнителей, что значительно сокращает объём отходов, помогая делать улицы экологичными и чистыми. Посредством облачных технологий урны сообщают сборщикам мусора о том, что заполнены и требуют немедленного обслуживания».
Знаете ли, такой мусорный бак может сдать экзамен SAT!
Процесс, делающий гидранты и мусорные баки намного умнее, другое ускорение, не имеющее непосредственного отношения к вычислениям само по себе, но критически важное для расширения возможностей вычислительной техники и того, что она теперь может делать.
Итак, датчики. WhatIs.com определяет датчик как «устройство, которое обнаруживает и реагирует на ввод данных из физической среды. Конкретным вводом могут быть свет, тепло, движение, влажность, давление или любое из множества других явлений окружающей среды. Выходной сигнал, как правило, представляет собой сигнал, преобразующийся в данные на дисплее в месте расположения датчика или передающийся в электронном виде по сети для считывания или дальнейшей обработки».
Благодаря ускоренной миниатюризации датчиков мы теперь можем оцифровать зрение, осязание, слухи инженеры работают над обонянием. Беспроводной датчик давления пожарного гидранта создаёт цифровое измерение, которое сообщает коммунальному предприятию, когда давление оказывается слишком высоким или чересчур низким. Датчик температуры путём цифрового измерения отслеживает расширение и сжатие жидкости в термометре. Датчики движения излучают постоянные потоки энергиимикроволны, ультразвуковые волны или световые лучии посылают цифровой сигнал, когда поток прерывается человеком, автомобилем или животным, встреченным на пути. Полицейские теперь отражают лучи датчиков от автомобилей, чтобы измерить их скорость, или звуковые волны от зданийдля определения источника выстрела. Датчик освещённости на вашем компьютере измеряет свет в рабочей зоне, а затем соответствующим образом регулирует яркость экрана. Ваш Fitbit представляет собой комбинацию датчиков, измеряющих количество шагов, которые вы делаете, расстояние, которое вы прошли, калории, которые вы сожгли, и то, насколько энергично вы двигаете конечностями. В вашем телефоне фотокамера, которая снимает и передает изображения из любого места в любое место.
Резкий рост нашей способности воспринимать окружающую среду и превращать её в оцифрованные данные стал возможным благодаря прорывам в области материаловедения и нанотехнологий, которые позволили создать датчики настолько маленькие, дешёвые, интеллектуальные и устойчивые к жаре и холоду, что мы смогли легко их устанавливать и заставили измерять, а затем передавать данные в экстремальных условиях. Теперь мы можем даже рисовать с их помощью, например используя 3D-перо.