Вторая эра машин

Оказалось, что главной ошибкой Мура был его чрезмерный консерватизм. Его «закон» отлично продержался на протяжении не одного десятилетия, а четырех, и оказался истинным для многих других областей цифрового прогресса, а не только для интегральных схем. Стоит отметить, что время, требующееся для цифрового удвоения, остается предметом обсуждений. В 1975 году Мур пересмотрел свои оценки от одного года до двух, а сегодня принято использовать в качестве периода удвоения вычислительной мощности 18 месяцев. Тем не менее не приходится сомневаться в том, что закон Мура оказался достаточно точным предсказанием того, что происходило в течение почти полувека.[66]

Это не закон, а набор отличных идей

Закон Мура очень сильно отличается от законов физики, управляющих термодинамикой или, например, классической механикой Ньютона. Эти законы описывают, как работает Вселенная; они истинны вне зависимости от того, что именно мы делаем. Напротив, закон Мура представляет собой заявление о работе инженеров и ученых из компьютерной отрасли; это наблюдение о том, насколько последовательны и успешны их усилия. Мы просто не замечаем сколь-нибудь сопоставимого и последовательного успеха в других областях.

На протяжении 42 лет не было ни одного периода, когда автомобили за год становились в два раза быстрее, а их двигатели – в два раза экономнее. Самолеты не начинали летать на расстояния в два раза больше, а грузовые поезда не перевозили вдвое больше грузов от года к году. Олимпийские чемпионы по плаванию или бегу не улучшили свои результаты в два раза даже за целое поколение, не говоря уже о паре лет.

Так каким же образом компьютерной отрасли удалось достичь столь поразительного темпа улучшений?

Есть две основные причины. Прежде всего, хотя транзисторы и другие элементы компьютерной техники не могут выйти за пределы законов физики, так же как машины, самолеты и пловцы, ограничения в цифровом мире значительно менее жесткие. Все зависит от того, какое количество электронов в секунду может пройти через канал в интегральной схеме, или от того, насколько быстро лучи света могут проходить через оптоволоконный кабель. В какой-то момент цифровой прогресс столкнется со своими ограничениями и закон Мура перестанет действовать в прежнем объеме, но это потребует определенного времени. Генри Самуэли, директор по технологиям компании-производителя компьютерных чипов Broadcom Corporation, предсказал в 2013 году, что «действие закона Мура подходит к концу – в следующем десятилетии он точно перестанет работать, так что у нас есть примерно 15 лет».[67]

Однако сроки окончания действия закона Мура предсказывало немало умных людей, и пока что все они ошибались.[68] Это связано не с тем, что они не понимали физику процесса, – скорее они недооценивали людей, работавших в компьютерной отрасли. Вторая причина связана с тем, что закон Мура действует так долго из-за «блистательных обходных маневров» – инженерных решений, позволявших обходить физические препоны. К примеру, когда инженерам перестало хватать расстояния для размещения интегральных схем рядом друг с другом, производители чипов начали крепить их слоями один над другим, значительно увеличив таким образом объем доступного пространства. Когда объемы коммуникационного потока угрожали превысить возможности оптоволоконной связи, инженеры придумали технику мультиплексирования разделением по длине волны (WDM), при которой множество лучей света с разной длиной волны одновременно проходит по одному и тому же оптоволоконному кабелю. Раз за разом «блистательные обходные пути» позволяли забывать об ограничениях, которые накладывает физика. По словам одного из руководителей компании Intel Майка Марберри,

если вы используете одну и ту же технологию, то, в принципе, рано или поздно столкнетесь с ограничениями. Но дело в том, что мы изменяем технологию каждые 5–7 лет в течение четырех десятилетий, и пока нет оснований считать, что мы не сможем делать то же самое в будущем.[69]

Именно эта постоянная модификация технологии и превратила закон Мура в основной феномен компьютерной эры. Его можно представить себе как ритмичный барабанный бой на заднем плане экономики.

Составление графика влияния постоянного удвоения