Экономические законы развития информационных технологий

Закон Гордона Мура

Суть закона Гордона Мура (Gordon Moore, Chairman Emeritus of Intel Corporation). Закон Мура оставался верным последние 40 лет и, вероятно, останется неизменным еще в течение по меньшей мере 15 лет. Он гласит: " …вычислительная мощь микропроцессоров и плотность микросхем памяти удваивается примерно каждые 18 месяцев при неизменной цене" .

Г. Мур заметил, что приблизительно каждые 1,5 года расстояния между элементами на одном кристалле сокращаются примерно на 30%. Следовательно, число элементов на таком кристалле удваивается. Увеличение числа элементов на одном кристалле сопровождается, как правило, ростом его производительности, которая определяется тактовой частотой. Выпуск новой модели микропроцессора происходит в среднем каждые 3−5 лет, а его производительность возрастает в 2−4 раза.

Стоимость нового микропроцессора на рынке постоянна и составляет от 500 до 800 долл. Таким образом, можно говорить не только о росте числа элементов на одном кристалле, но и о снижении цены на микропроцессоры одинаковой производительности, которая в пределе будет стремится к нулю.

История открытия закона. Сотрудники журнала по электронике в 1965 г. попросили Г. Мура спрогнозировать развитие полупроводниковой индустрии на последующие 10 лет. Мур проанализировал возможности существовавших в то время технологий и темпы усложнения полупроводниковых чипов. Далее он провел экстраполяцию на период 10 лет и получил сформулированную выше закономерность, предсказывающую появление очень сложных чипов с несколькими десятками тысяч транзисторов. Результаты данного анализа были представлены в статье^[1] популярного журнала. Динамика роста числа транзисторов (архитектура микропроцессоров Intel) представлена в табл. 3.1.

Корпорация Intel первой в 2008 г. выпустила микропроцессор с более чем двумя миллиардами транзисторов. Четырехъядерный чип Tukwila предназначен не для настольных компьютеров, а для высокопроизводительных серверов. Большая часть транзисторов в новом процессоре Intel используется для кэш-памяти. Чип создан по 65- нанометровой технологии. В настоящее время Intel переходит на 32-нанометровую технологию, которая позволяет умещать еще больше транзисторов на кремниевую подложку, а также потреблять меньше энергии.

Таблица 3.1

Рост числа транзисторов*

* Источник: vvwvv.intel.eom/index.htm#/ru_RU₀₅.

Tukwila работает на частотах до двух гигагерц, характерных для обычных компьютеров. Это в два с лишним раза меньше, чем у «самого быстрого в мире» процессора Power-б производства IBM, тактовая частота которого составляет 4,7 ГГц. Он — двухъядерный и состоит только из 790 млн транзисторов.

Характеристики микропроцессоров по годам приведены в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Технологии изготовления микропроцессоров

Потребляемая мощность в процессорах Intel. Вицепрезидент, генеральный менеджер подразделения Digital Enterprise Group Патрик Гелсингер (Patrick Р. Gelsinger) констатировал, что в 1980;е гг. рубеж в 1 мкм был успешно преодолен. В 1990;е гг. граница была отодвинута уже до 0,1 мкм (100 нм). В 2002 г. Intel демонстрирует чины, созданные по технологии 0,09 мкм (90 нм). А сегодня речь уже идет о преодолении барьера в 0,01 мкм (10 нм).

Патрик Гелсингер высказал суждение о том, что в следующее десятилетие продвижение в микропроцессорной технике будет ограничено в первую очередь таким параметром, как мощность (power). По его оценкам, в 2011 г. возможно создание процессора с частотой 30 ГГц, с 10 млрд транзисторов, с технологией 20 нм или еще меньше. Все это принесет просто сногсшибательное быстро — действие. Он отметил, что прежде развитие в указанной области было плавным — сначала от 1 до 10 Вт, а затем от 10 до 100 Вт. Сейчас возможен переход от 100 до 1000 Вт и в дальнейшем от 1000 — к 10 000 Вт. В этом заключается экспоненциальный рост, который великолепно работает как «за» (увеличение скорости вычислений), так и «против» (усиливаются проблемы с отводом выделяемого тепла)^[2] (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Потребляемая мощность в процессорах Intel.

Плотность энергии в процессорах Intel. Еще сложнее, когда такая мощь приходится на крохотную поверхность — тогда речь идет о плотности мощности. Проведем некоторые аналогии: если в конце 1980;х гг. это была просто горячая плита, а в середине грядущего десятилетия — ядерный реактор, в конце — уже сопло ракеты, а в перспективе — поверхность Солнца.

Следствия, вытекающие из закона Г. Мура

К ним относят закон Артура Рока и закон Билла Макрона.

Закон Артура Рока. Артур Рок (Arthur Rock), известный своей склонностью к участию в рискованных пред — приятиях, в 1968 г. помог основать корпорацию Intel. Закон Рока — это всего лишь малое дополнение к закону Мура: «Стоимость основных фондов, используемых в производстве полупроводников, удваивается каждые четыре года» .

Закон Билла Макрона. Билл Макрон (Bill Machrone) — редактор журнала «Yahoo! Internet Life». Основой закона Б. Макрона является закон Г. Мура. Этот закон гласит: «Машина (PC), которая бы вас полностью устроила, никак не может стоить меньше 5000 долл.». Другими словами, если вы хотите приобрести PC, включающий в себя все новинки (устройства) на данный момент времени, то вам необходимо заплатить не менее 5000 долл.

• [1] Moore G. Cramming more components onto integrated circuits / G. Moore // Electronics. 1965 (April 19). Vol. 38. № 8.
• [2] cinemamebel.ru/Zakon_Gordona_Mura/Potrebljaemaja_ moshhnost_v_processorakh_Intel/index.html