У кремниевых микросхем есть определенные пороги физических возможностей, и эти пороги грозят стать реальностью.

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 Мура, после 2017 года его закон может перестать действовать

Потребность в скорости заставляет компьютерную индустрию все время создавать более производительные процессоры, память большей емкости и сетевые соединения с более высокой пропускной способностью. Однако у кремниевых микросхем есть определенные теоретические пороги физических возможностей, и эти пороги грозят стать реальностью. Процессоры, которыми оснащаются устройства повседневного пользования вроде сотовых телефонов и органайзеров, можно улучшить не наращиванием мощи, а за счет специализации. Однако в случае с процессорами для суперкомпьютеров инженерам приходится экспериментировать с принципиально новыми технологиями, о чем говорилось на проходившей в середине июня в Бостоне конференции Beyond Silicon ?2000.

«Мы стоим на пороге нового 30-летнего периода совершенствования компьютерных технологий, — сказал старший вице-президент IBM по технологиям и производству Николас Донофрио, один из основных докладчиков на конференции. — Следовать закону Мура не так уж сложно».

Впрочем, «закон Мура» является скорее эмпирическим наблюдением, чем настоящим законом. Он утверждает, что плотность транзисторов на кристалле каждые полтора года удваивается. Intel, AMD и другие изо всех сил стараются подтверждать истинность закона. В конце нынешнего года Intel выпустит процессор Willamette с тактовой частотой 1,4 ГГц. Три года назад максимальная тактовая частота для процессоров составляла 233 МГц.

«Развитие кремниевых процессоров рано или поздно застопорится, ознаменовав конец эпохи КМОП», — сказал ведущий исследователь корпорации Hewlett-Packard Джоэл Бернбаум на круглом столе, состоявшемся в рамках конференции.

Участники круглого стола предложили способы преодоления застоя, основанные на традиционных подходах, таких как изменение компьютерной архитектуры или использование вычислительной мощи простаивающих систем, подключенных к сети. Процессоры же для сотовых телефонов и подобных им устройств можно совершенствовать путем выбора более узкой специализации, а не за счет общего повышения скорости.

Однако компьютерная индустрия вкладывает сотни миллионов долларов в альтернативы нетрадиционные, достойные научно-фантастических романов. В частности, в ближайшие четыре-пять лет IBM собирается потратить 300 млн. долл. на исследования в области молекулярных и квантовых компьютеров.

Молекулярные компьютеры строятся из атомов при помощи туннельных микроскопов и теоретически могут хранить и обрабатывать в сотни тысяч раз больший, по сравнению с кремниевыми системами, объем информации. Квантовые компьютеры, в которых за вычислительную основу берутся состояния элементарных частиц, могут работать еще быстрее.

«Подобные системы решают невероятно трудные задачи, но для стандартных вычислительных операций они применяться не будут», — сказал Донофрио.

На разработку компьютеров нового типа уйдет несколько десятков лет, но гибридные, молекулярно-кремниевые системы могут появиться гораздо раньше. Правда, этому будут мешать трудности прозаического характера.

«На преодоление ?кремниевого порога? может просто не хватить людей, — сказал Эндрю Витерби, основатель компании Qualcomm, производителя систем беспроводной связи. — Для проведения таких исследований понадобятся специалисты в областях, выходящих за рамки традиционных компьютерных технологий, вроде физической химии или молекулярной биологии. Мы, во всяком случае, с этим в своей работе уже сталкиваемся».