Ускоритель № 1: вычислительная мощность

Ускоритель № 1: вычислительная мощность

Самое распространенное толкование закона Мура заключается в следующем утверждении: мощность вычислительных устройств удваивается каждые восемнадцать месяцев.

Рост производительности начался, когда ученым и инженерам удалось найти способ сделать компоненты процессора миниатюрными, однако на данный момент они стали не просто маленькими, а микроскопическими; следовательно, будущим разработчикам двигаться, казалось бы, уже некуда. Возможности уменьшения компонентов ограничены атомарным уровнем вещества. Значит ли это, что удвоение мощности вскоре замедлится, а потом и вовсе остановится? Ни в коем случае.

Сейчас ученые уже знают, что наноструктуры ДНК (размер которых равен примерно одной тысячной диаметра человеческого волоса) могут служить основой для построения компьютерных чипов. Чтобы сделать это, нужно поместить длинную нить вирусной ДНК в среду, состоящую из коротких синтетических нитей. В результате получаются большие молекулы, самоорганизующиеся в различные одномерные фигуры: квадраты, треугольники и даже двумерные формы, при этом короткие нити служат своеобразными «скобами». Эти структуры можно точно распределять на поверхности силиконовой пластины при помощи электроннолучевой литографии и электронно-плазмовой гравировки. Углеродные нанотрубки, нанопроволоки и другие микроскопические компоненты могут стать связующими звеньями конструкции для создания сложных схем, размер которых столь мал, что не идет ни в какое сравнение с привычными полупроводниками. Удваивающееся количество транзисторов, сделанных на основе ДНК, – вот один из путей, по которым может пойти развитие, заданное законом Мура, в будущем.

Понятно, почему в семидесятые и восьмидесятые годы большинство разработчиков не слишком верили в то, что количество транзисторов достигнет таких чудовищных величин. То время можно сравнить с началом месяца, когда доход от удвоенного пенни еще не слишком велик. Действительно, было бы странно, если бы кто-то прыгал до потолка при виде шестидесяти четырех центов. Потребовалось двадцать лет, чтобы пройти путь от процессора с тактовой частотой пять мегагерц до пятисотмегагерцового чипа. Но уже чтобы увеличить мощность с пятисот мегагерц до одного гигагерца, потребовалось всего восемь месяцев, и даже это знаменательное событие произошло уже много лет назад.

В 1984 году я предсказал, что к концу столетия будет расшифрован геном человека, однако я сразу сказал, что это событие, скорее всего, не случится раньше 2000 года. Шесть лет спустя, в конце 1990 года, был запущен проект «Геном человека». Черновик структуры генома был закончен к концу двадцатого века, о чем было объявлено президентом США Биллом Клинтоном и премьер-министром Великобритании Тони Блэром. Когда? 26 июня 2000 года.

Как можно было точно предсказать такую важную победу науки? Заметьте, я сделал это за шестнадцать лет до события, с точностью до полугода. Потребовалось лишь уловить отчетливую истинную тенденцию. Взяв за основу закон Мура, я еще в 1984 году рассчитал, что к 2000 году вычислительная мощность компьютеров достигнет уровня, достаточного для расшифровки генома человека.

Однако должен вас предостеречь. Неприятная особенность всех без исключения тенденций заключается в том, что не заметить ее существование на ранней стадии чрезвычайно легко.

В этом легко убедиться, если взглянуть на график, приведенный выше. Когда удвоение только началось, кривая стелется вдоль горизонтальной оси, понемногу поднимаясь вверх. Два превращается в четыре, потом в восемь, потом в шестнадцать… а кривая все еще напоминает горизонтальную линию, подъем едва заметен. Но понемногу прирост ускоряется, и кривая становится все круче и круче. Наконец наступает момент, когда происходит заметный количественный скачок, и кривая, бывшая еще относительно горизонтальной линией, неожиданно устремляется строго вверх.

Сейчас мы как раз проходим момент большого скачка. И это только один из трех цифровых ускорителей. Два других растут еще быстрее.