Rudometov.COM

В конце февраля 2002 года в Сан-Франциско прошел традиционный форум разработчиков аппаратного и программного обеспечения компьютеров и специалистов электроники - IDF Spring 2002.

Основные события этого, пожалуй, крупнейшего публичного события были кратко описаны в предыдущей статье, посвященной этому форуму. Главное значение таких мероприятий, как IDF Spring 2002, заключается в определении перспективных направлений, а также анализе возможностей существующих и будущих технологий.

Представленные на IDF новейшие изделия и технологии заложили основу многих направлений. Они будут долгое время оказывать большое влияние на развитие не только отраслей индустрии, связанных с компьютерами и электроникой, но, учитывая значение современных информационных технологий, и на всю экономику большинства стран мира. При этом важной частью ускоренного внедрения новейших разработок в быту и бизнесе является анонсирование и популяризация представленных на IDF перспективных достижений. В значительной степени это осуществлялось через доклады ведущих специалистов отрасли, представленные, как правило, вице-президентами корпорации Intel. Их яркие выступления нередко воспринимались как своеобразные путешествия в будущее, что и нашло свое отражение в упомянутой статье.

Однако накопленного в процессе работы IDF материала оказалось столь много, а тема развития перспективных технологий и анализа возможностей новейших изделий столь интересна, что захотелось вновь мысленно вернуться в светлое, информационное будущее, описанное, например, в выступлении Патрика Гелсингера (Patrick Gelsinger, Vice President, Chief Technology Officer, Intel Corporation).

Это выступление, сопровождающееся показом красивых слайдов и эффектной демонстрацией перспективных устройств, можно рассматривать в качестве своеобразного путеводителя по перспективным технологиям. При этом реализация некоторых из описанных технологий будет осуществлена не через два-три года, а, как отметил сам Патрик Гелсингер, в течение 10 лет.

Ключом же к описанному будущему является небезызвестный закон Мура. Этот закон уже много лет будоражит общественность и не дает спокойно спать законодателям компьютерной индустрии, в значительной степени определяющим ее поступательное развитие.

Более трех десятков лет назад Гордон Мур (Gordon Moore, Chairman Emeritus of Intel Corporation) предсказал регулярное удвоение числа транзисторов в сложных электронных устройствах.

Теперь это называется законом Мура (Moore's Law). Однако каким образом произошло открытие данного закона? Ответ на этот вопрос дал сам Гордон Мур в видеоролике, продемонстрированном в ходе выступления Патрика Гелсингера.

Оказывается, все было очень просто. Журнал по электронике попросил Гордона Мура предсказать развитие полупроводниковой индустрии на следующие 10 лет. Необходимо отметить, что в то время микросхемы, доступные на рынке, содержали до 30 компонент на чипе. Однако в лаборатории был уже 60-компонентный экспериментальный чип. Гордон Мур выполнил экстраполяцию на период 10 лет и получил сформулированную выше закономерность, предсказывающую появление очень сложных чипов с несколькими десятками тысяч транзисторов. Как оказалось, предсказание темпа усложнения архитектуры чипов оказалось намного более точным, чем кто-либо ожидал.

В дальнейшем закон Мура был откорректирован: удвоение числа транзисторов в процессорах происходит каждые 1,5-2 года.

Хорошей иллюстрацией справедливости этого закона служат следующие данные, опубликованные на сайте Intel.

Прогрессивную сущность закона Мура и тесную связь его с развитием полупроводниковой индустрии отмечают многие специалисты, включая тех, кто самым непосредственным образом влияет на разработку современного аппаратного и программного обеспечения компьютеров.

Фото некоторых приведены ниже.

Когда Гордон Мур впервые сформулировал свой закон периодического усложнения чипов, это была всего-навсего оценка, полученная в результате простого наблюдения. В настоящее время это уже стало законом. Этот закон устанавливает ориентиры для развития всей полупроводниковой промышленности. Этот закон стал правилом для специалистов и бизнесменов, позволяющим предсказывать потенциальные возможности будущих, еще не созданных изделий.

Интересно, что после создания микропроцессора, Гордон Мур стал уделять большое внимание внедрению этого многофункционального устройства в повседневную жизнь. Вот как это описал Патрик Гелсингер.

Однажды, во время прогулки, Гордон Мур стал размышлять об использовании микропроцессоров в своем доме. И вскоре сформулировал 85 возможных применений. Казалось, все возможности исчерпаны. Но 5 лет спустя он, снова прогуливаясь вокруг этого же дома, обнаружил еще примерно 30 мест.

С тех пор примерно полтора миллиарда людей пользуются технологиями, которые являются прямым следствием тех самых наблюдений. При этом число пользователей постоянно увеличивается в соответствии с развитием современных технологий и выпуском изделий, сложность и интеллектуальная мощь которых постоянно растет по закону Мура.

Здесь следует напомнить некоторые факты. В 1989 году тактовая частота процессора новой архитектуры достигла величины 25 МГц. В то время это был еще i486. На достижение же значения 50 МГц потребовалось целых три года. В настоящее же время прирост 25 МГц может быть осуществлен уже всего за одну неделю. А через пять лет такой прирост станет возможным в течение только одного дня. Такова поразительная мощь экпоненциального роста, осуществляемого в соответствии с законом Мура уже три десятка лет.

При анализе возможностей современных технологий возникает вопрос о сроках действия закона Мура. Как долго компьютерные чипы будут эволюционировать по экспоненциальному закону? Существует ли предел амбициям разработчиков, увеличивающим количество транзисторов в микросхемах при постоянном уменьшении размеров элементов?

Действительно, в 80-е годы специалисты мечтали о технологии 1 мкм и спорили о сроках достижения и возможности преодоления этого рубежа. В 90-ые граница была отодвинута до 0,1 мкм (100 нм). Сегодня речь уже идет о преодоления барьера в 0,01 мкм (10 нм). Когда же в результате уменьшения размеров элементов наступит постоянно отодвигаемый предел? И когда же, наконец, закон Мура перестанет действовать?

Патрик Гелсингер отвечает на подобные вопросы следующим образом: «Кто-то говорит 10 лет, 15 лет. Я же обещаю вам, что пока я не уйду на пенсию, по крайней мере, 2,5 десятиления, закон Мура будет существовать. Будущее никогда не было для нас таким ясным, как оно есть сейчас. Мы будем двигаться вперед вместе с законом Мура, связанным с развитием бизнеса и технологии. И конец пока вне поля зрения».

По мере развития электронных и компьютерных технологий постоянно повышалась производительность процессоров. На этом пути было множество объективных препятствий, но они постепенно преодолевались учеными и инженерами за счет создания новых архитектур и совершенствования новейших технологий.

В качестве примера можно привести разработку процессора Pentium 4, созданного по технологии 0,13 мкм с использованием внутренних структур, работающих на частотах в несколько гигагерц. Достаточно вспомнить демонстрацию процессоров с тактовыми частотами 3 ГГц и 4 ГГц.

Но и эти очень высокие частоты уже не вызывают восторженного трепета у специалистов, создавших терагерцовый транзистор...

Продолжение статьи >>