Расслабься. Гениальное исследование о том, как вовремя взятая пауза в разы увеличивает ваши результаты

Для упрощения инженеры Intel сделали примерный расчёт того, что произошло бы, если бы Volkswagen Beetle 1971 года по закону Мура улучшался с той же скоростью, что и микрочипы. И вот итог: к сегодняшнему дню Beetle смог бы ехать со скоростью около 482 тысяч километров в час. Расход топлива составил бы 1,2 литра на миллион километров, а обслуживание стоило бы четыре цента! В Intel подсчитали также, что, если бы эффективность использования автомобильного топлива улучшалась со скоростью закона Мура, мы смогли бы, грубо говоря, водить всю жизнь автомобиль, не израсходовав и одного бака бензина.

Причина столь необычных сегодняшних технологических изменений таится в том, что их провоцирует не только вычислительная скорость микрочипов, находящаяся в устойчивом нелинейном ускорении, но и развитие остальных компонентов компьютера.

Сегодня каждое вычислительное устройство имеет пять основных компонентов:

(1) интегральные схемы, что производят вычисления;

(2) блоки памяти, которые хранят и извлекают информацию;

(3) сетевые системы, обеспечивающие связь внутри и между компьютерами;

(4) программные приложения, позволяющие разным компьютерам выполнять множество задач индивидуально и коллективно;

(5) датчики – камеры и иные миниатюрные устройства, способные обнаруживать движение, язык, свет, тепло, влажность и звук, преобразовывая любой из них в цифровые данные, которые могут быть переведены на «человеческий» язык, доступный для понимания.

Удивительно, но у закона Мура много «родственников» в других сферах. В этой главе будет показано, как устойчивое ускорение развития всех пяти компонентов, их объединение и эволюция в то, что мы теперь называем «облаком», привело нас на новый уровень развития – к точке, нарисованной «Астро» Теллером, где темпы технологических и научных изменений опережают скорость, с которой люди и общества обычно могут адаптироваться.

Гордон Мур

Начнём нашу историю с микрочипов, также известных как интегральные микросхемы, они же микропроцессоры. На этих устройствах работают все программы и память компьютера. Словарь подскажет нам, что микропроцессор похож на мини-вычислительный движок, построенный на одной кремниевой микросхеме, поэтому его сокращенно и называют «микрочип», или просто «микросхема». Микропроцессор состоит из транзисторов – иными словами, крошечных переключателей. Они могут включать или выключать поток электричества. Вычислительная мощность микропроцессора зависит от того, насколько быстро транзисторы включаются и выключаются и сколько их вы можете разместить на одном кремниевом чипе. До изобретения транзистора первые компьютерные дизайнеры полагались на ламповые вакуумные трубки (подобные им вы могли видеть на задней панели старого телевизора). Они включали и выключали электричество для производства вычислений, но были очень медленными и сложными для сборки.

И вдруг летом 1958 года всё изменилось. Инженер из Texas Instruments Джек Килби «нашёл решение этой проблемы» (сообщает NobelPrize.org).

Идея Килби была в том, чтобы соединить все компоненты и чип в единый блок (монолит) из полупроводникового материала. В сентябре 1958-го у него была готова первая интегральная схема.

Сделав все детали блока из одного материала и добавив металл, необходимый для их соединения в виде поверхностного слоя, он избавился от необходимости в отдельных дискретных компонентах. Больше не нужно было собирать провода и компоненты вручную. Появилась возможность производить микросхемы меньшего размера, а весь процесс изготовления автоматизировать.

Полгода спустя другой инженер, Роберт Нойс, предложил собственную идею интегральной микросхемы – она элегантно решает некоторые проблемы микросхемы Килби и позволяет беспрепятственно соединять все компоненты на одном кристалле кремния.

Так началась цифровая революция.

В 1957 году Нойс стал соучредителем Fairchild Semiconductor (а затем и Intel), созданной для разработки чипов, вместе с несколькими другими инженерами, в том числе Гордоном Э. Муром, который получил докторскую степень по физической химии в Калифорнийском технологическом институте и стал директором лаборатории по исследованиям и разработкам в Fairchild.

Главным новшеством компании стало развитие процесса химической печати миниатюрных транзисторов на кристалле кремния, что значительно облегчило их масштабирование и предложило массовому производству отличное решение. Как утверждает Фред Каплан в книге «1959: год, изменивший всё», микрочип мог бы не получить такой популярности и развития, если бы не было крупных правительственных программ, особенно полётов на Луну и ракеты «Минитмен». Оба проекта нуждались в сложных системах наведения, которые должны были поместиться в очень маленькие носовые конусы. Министерство обороны требовало резко сократить занимаемый микрочипами объём, и первым, кто согласился на эти условия, был Гордон Мур.