Moorov zákon sa rúca! Čo bude s našimi počítačmi a telefónmi ďalej? Evolúcia už postupne prebieha, stačí si ju všimnúť
Moorov zákon prestáva fungovať a výroba čipov naráža na fyzikálne limity. Vývoj sa ale nezastavil, presúva k špecializovanému hardvéru, 3D čipom a čipletom, ktoré majú udržať rast výkonu.
Gordon Moore patril vo svojej dobe, teda v 60. rokoch minulého storočia, k veľmi vplyvným osobnostiam v oblasti výpočtovej techniky. Práve v tom čase sa začali naplno rozvíjať počítače a položili základy modernej IT éry. V polovici dekády Moore sformuloval tézu, ktorá sa neskôr stala takmer „zákonom“ technologického sveta. Podľa nej sa každé dva roky zdvojnásobí hustota tranzistorov na jednom čipe, pričom cena a spotreba energie zostanú zhruba rovnaké. Dlhé desaťročia tento „zákon“ platil a vývoj sa mu naozaj prispôsoboval. Lenže časom začal postupne strácať na platnosti. Na tému upozornil portál TechXPlore.
Za týmto útlmom nie je zodpovedný nik iný ako samotná fyzika, alebo ak chceš, príroda. Miniaturizácia čipov totiž začína narážať na svoje hranice. Pre spoločnosti je čoraz ťažšie vyrobiť wafer s vysokou výťažnosťou. Teda taký, z ktorého sa dá použiť väčšina čipov bez chýb. Tranzistory dosahujú rozmery len niekoľkých nanometrov, čo spôsobuje problémy.
Elektróny totiž vďaka extrémne tenkým bariéram začínajú „preskakovať“ tam, kam nemajú. V podstate nejde o nič iné ako kvantové tunelovanie. Tento jav spôsobuje, že čip stráca stabilitu, produkuje viac tepla a správa sa nepredvídateľne. Dá sa teda povedať, že tranzistory sa pri týchto rozmeroch začínajú správať menej spoľahlivo a čoraz viac podliehajú kvantovým javom, ktoré narúšajú ich pôvodnú funkciu. A to by si určite nechcel mať vo svojom počítači či smartfóne.
Klasické procesory narážajú na fyzikálne limity!
Vývojári a dizajnéri čipov samozrejme „nespia na vavrínoch“. Neustále hľadajú cesty, ako tieto limity obísť. Nemusíš sa preto báť, že by sa technologický pokrok zastavil. Skôr sa mení jeho smerovanie. Keďže ďalšie zmenšovanie tranzistorov už nie je veľmi efektívne. Firmy sa preto čoraz viac zameriavajú na špecializovaný hardvér. To znamená, že klasický procesor (CPU) nebude musieť zvládať úplne všetko ako doteraz.
Paradoxne tento prístup vo výrobe už môžeš vidieť. Výrobcovia notebookov pridávajú do zariadení napríklad NPU (Neural Processing Unit). Čo nie sú nič iné, ako čipy navrhnuté špeciálne na prácu s umelou inteligenciou. Nechýbajú ani procesory zamerané na spracovanie videa alebo grafiky, teda GPU. Čo by sa mohlo brať ako neoficiálny začiatok odľahčovania CPU. Keďže GPU je tu už tiež nejakú dobu s nami. Vďaka tomu celý systém dokáže pracovať efektívnejšie, keď každá časť robí presne to, na čo je určená.
Neprehliadni
Ďalším krokom sú takzvané 3D čipy, čo vlastne znamená, že tranzistory sa neukladajú len vedľa seba, ale aj nad seba v niekoľkých vrstvách. Tento technologický postup šetrí hlavne miesto, skracuje dráhy medzi jednotlivými súčasťami a zlepšuje výkon.
So zmenšovaním však rastie aj cena strojov, ktoré takéto čipy vyrábajú. Najpokročilejší výrobca litografických systémov, spoločnosť ASML (Holandsko), si za tieto zariadenia účtuje astronomické sumy. A tie sa ako inak, premietajú aj do cien koncových produktov. Napríklad tento rok by mali byť predstavené nové generácie mobilných procesorov vyrábané 2-nanometrovým procesom. Pričom prvé by mali byť na trhu iPhony s týmito procesormi. Ak ich nepredbehne niektorý z čínskych výrobcov, čo je málo pravdepodobné. Ak teda zvažuješ nový smartfón, začni šetriť. Priplatíš si.
Ktorá cesta nakoniec vyhrá?
Riešenie sa však nehľadá len vo výrobe. Softvéroví vývojári by mali začať viac myslieť na optimalizáciu svojich aplikácií. Programy sú často zbytočne veľké, pretože sa spoliehajú na to, že dnešné zariadenia majú výkonu „na rozdávanie“. Napríklad prečo má aplikácia Facebook približne 680 megabajtov? Len málokto to dokáže logicky vysvetliť, a to platí pre množstvo ďalších programov. Keby sa vývojári viac sústredili na efektivitu, možno by nám súčasný výkon hardvéru vydržal ešte roky.
Zatiaľ najlepšou voľbou sa však javí koncept čipletov. Namiesto jedného veľkého procesora sa vyrába niekoľko menších častí, ktoré sa následne spájajú dokopy. Niečo ako LEGO. Má to svoje výhody. Nakoľko je produkcia nielen efektívna, ale aj lacnejšia na výrobu. Túto technológiu využívajú dnes najmä výkonné procesory v počítačoch a serveroch.
Koniec Moorovho zákona teda neznamená koniec pokroku, skôr jeho premenu. Je to šanca pre príchod nových nápadov a riešení. A v podstate už teraz môžeš v obchodoch s elektronikou vidieť, ako výrobcovia experimentujú. Od čipov s umelou inteligenciou až po úsporné architektúry. No kam sa to nakoniec celé „vydá“ uvidíme na pultoch v obchodoch.
