Закон Мура. Начало конца

Нет, я не буду пугать апокалипсисом, 2012 годом и прочим. Я расскажу о другой новости, пугающей исключительно компьютерщиков всего мира, — о начале конца закона Мура, главной святыни IT-прогресса.

Для начала вспомним, что же это за закон такой. Выведен он был Гордоном Муром в далёком 1965 году году, и в вольной формулировке звучит так: «Количество транзисторов в интегральных микросхемах будет удваиваться каждые 24 месяца». Переводя на понятный язык, это можно сформулировать как «частота процессоров удваивается каждые 2 года», но в основном работает не только применительно к процессорам, но и ко всему компьютерному прогрессу.

Гордон Мур

Но для начала давайте рассмотрим закон Мура применительно к процессорам. Однажды, читая журнал 2003 года, я наткнулся на такую строчку: «...была преодолена планка частоты процессора в 3 ГГц. По прогнозам, в 2007 году будет перекрыта планка в 10 ГГц».
Ха! Нестыковочка!
Мы до сих пор «сидим» на 3 гигагерцах. Увеличение ядер не в счёт — учёные ещё в 90-х годах прошлого века доказали, что с увеличением числа процессоров в системе (читай — ядер в процессоре) коэффициент прироста мощности уменьшается. То есть, в двухпроцессорной системе прирост будет равен приблизительно 99% по сравнению с 1-процессорной, а в 4-процессорной — уже 97% по сравнению с 2-процессорной. В конце концов, коэффициент будет стремится к нулю, и добавление новых процессоров (ядер) не будет давать желаемого прироста.
Да, в случае с многоядерностью процессоров дело обстоит чуть по другому. Во время исследований, проведённых в 90-х, учитывалась потеря скорости при пропускании данных по шине между процессорами. В случае с двухъядерными процессорами потери скорости можно условно считать нулевыми. Но вот в случае с трёх- и четырёхъядерными процессорами дело обстоит схожим образом. Дело в том, что современные трёх- и четырёхъядерные процессоры представляют собой два двухядерных, собранных в одном корпусе и соединенных внутренней шиной (в случае с трёхядерными «лишнее» ядро отключается). Потери скорости при этом меньше, чем при использовании двух двухядерных процессоров в двухпроцессорных системах (уж простите за тавтологию) — всё-таки длина шины намного меньше — но они есть. А значит результаты исследований, проведённых в 90-х по отношению к многопроцессорным системам, можно перенести на многоядерные процессоры: прирост мощности не пропорционален количеству ядер в процессоре. (Мои рассуждения довольно приблизительны, поскольку в них не учитывается, к примеру, совместное использование кэша и прочие мелочи — но факт остается фактом.)
И всё же почему процессорная мощность растёт так медленно? Всё дело в том, что человечеству уже не нужны вычислительные сверхмощности — нынешний уровень и без того превосходят потребности большинства. А увеличивать частоту лишь для того, чтобы потешить старика Мура — увольте...
Итак, самый знаменитый «компьютерный» закон дал пробоину. Но он ещё жив. В производстве флеш-памяти, к примеру. И даже в производстве магнитных жёстких дисков, где, казалось бы, никаких транзисторов нет и в помине. Но это всё временно, пока есть мода на HD-видео и терабайты. И я уверен, что когда-нибудь, когда на одном жёстком диске можно будет уместить всю видеотеку планеты (начиная с люмьеровского «Прибытия поезда»), какой-нибудь добрый дядя скажет: «Прогресс потерял смысл. Зачем он нам?».


Рекомендуем почитать: