Главная тема майского номера электронного бюллетеня MIT's Technology Review: «За пределами возможностей кремния». Представленные материалы являются попыткой ответить на вопрос, какими станут компьютеры после того, как Microsoft будет разделена, а закон Мура перестанет действовать.

Боб Меткалф изобрел Ethernet в 1973 году и основал компанию 3Com в 1979. Адрес его электронной почты — metcalfe@ infoworld.com.

В 1965 году Гордон Мур сделал прогноз, согласно которому плотность транзисторов на кремниевых микросхемах должна удваиваться каждые полтора года.

Стараниями Intel этот закон действует вот уже 35 лет. Но, по мнению некоторых специалистов, пределы возможностей кремния уже замаячили на горизонте. Даже сам Мур говорит, что после 2017 года его закон может перестать действовать.

По сообщению MIT?s Techology Review, ученые ведут исследования в области молекулярных компьютеров. Молекулярные переключатели, соединяемые при помощи микроскопических углеродных трубок, имеют размеры всего в несколько нанометров, что намного меньше по сравнению с кремниевыми транзисторами.

Специалисты надеются создать 16-разрядную матрицу молекулярной памяти со стороной 100 нм. Оснащенная механизмом обхода дефектов, компьютерная программа может устойчиво работать на молекулах, несмотря на статистические флюктуации — неизбежную при химическом производстве нестабильность структуры.

Другая группа занимается разработкой квантовых компьютеров. В данном случае они стараются не избегать статистических флюктуаций, а наоборот — воспользоваться ими.

Согласно Technology Review, с помощью «квантовых битов» можно, например, разлагать на множители гигантские числа для Агентства национальной безопасности, правда, не представляю, зачем ему это может понадобиться. Физики говорят о теоретической возможности создания квантовых сопроцессоров, но в реализации пока не преуспели.

Некоторые ученые ведут исследования в области биокомпьютеров — запускают в пробирки микробы, выполняющие вычисления. Один исследователь даже создал генетический триггер — фундаментальный «кирпичик» вычислительной системы. Другому удалось получить бактериальные часы, тикающие раз в 150 минут. Еще один ломает голову над тем, как соединить между собой «генетические апплеты».

Есть такие, кто разрабатывает вычислительные системы на базе ДНК — тоже в пробирках. С помощью спиралей ДНК удалось решить упрощенную версию классической «задачи коммивояжера» (суть ее в том, чтобы проложить оптимальный маршрут через несколько городов). Одна пробирка с ДНК может выполнять 10 тыс. операций сложения в секунду, в миллион раз больше по сравнению с привычным электронным компьютером.

Конечно же, удвоение числа транзисторов согласно закону Мура вполне может продолжаться и за счет дальнейшего уплотнения кремния. Может быть, этого удастся добиться путем перехода от двухмерного процесса изготовления к трехмерному?

А ведь есть еще и арсенид галлия (GaAs) — полупроводник, обеспечивающий более высокую, по сравнению с кремнием, производительность. Не может ли арсенид галлия или какой-нибудь другой экзотический полупроводник — скажем, цикламат плутония — обеспечить выполнение закона Мура?

В Technology Review ничего не сказано про оптические компьютеры. Объем передачи данных по оптическим каналам нарастает гораздо быстрее, чем плотность транзисторов в законе Мура. Оптические коммутаторы давно в продаже. Даешь фотоны вместо электронов в компьютерных схемах!

Еще одним кандидатом на технологию, позволяющую и далее удваивать вычислительную мощь, являются параллельные вычисления. Но здесь мы оказываемся в опасной близости от «закона Меткалфа» («ценность сети возрастает пропорционально числу ее пользователей»), так что лучше оставим эту тему.

И вспомним закон Вирта. Никлаус Вирт в настоящее время работает в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе. Согласно утверждению Вирта, «программное обеспечение замедляется быстрее, чем ускоряется аппаратное обеспечение». Или, в терминах председателей советов директоров корпораций Intel и Microsoft соответственно, «Гроув отдает, а Гейтс забирает».

Впрочем, увеличение мощи компьютеров нарастает одновременно и за счет программного обеспечения. По оценке знаменитого Билла Джоя из Sun Microsystems, улучшение машинного интеллекта в триллион раз произойдет за счет усовершенствования аппаратного программного обеспечения в миллион раз.

Предстоящий раздел Microsoft, вне сомнений, только ускорит данный процесс.

Какими бы способами ни сохранялось действие закона Мура в дальнейшем, ясно одно: в будущем появится множество различных видов вычислительных систем.

Быть может, когда-нибудь в постмайкрософтовскую эпоху при помощи кремниево-молекулярно- квантово-генетико-трехмерно-оптико- параллельно-плутониевоцикламатной системы нам удастся получить формулу мира во всем мире.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями