Сегодня вся компьютерная индустрия, можно сказать, «топчется» неподалеку от технологического тупика. Инженерам ведущих компаний-чипмейкеров понятно, что «кремниевая эра» завершается, грядет новая технологическая революция, после которой основными материалами для процессоров станут, скажем, графен или углеродные нанотрубки. Именно в эту революцию IBM уже готова инвестировать $3 млрд на протяжении пяти ближайших лет.

Убоявшиеся «закона Мура»

Одна из самых легендарных фигур компьютерного мира – основатель корпорации Intel Гордон Мур. Именно он давно сформулировал знаменитый закон, который сегодня и висит дамокловым мечом над всеми производителями компьютерной техники. Согласно «закону Мура», производительность процессоров удваивается каждые два года, но в определенный момент это правило перестанет действовать из-за атомарной природы вещества и ограничения скорости света.

Чтобы понять суть проблемы, о «законе Мура» стоит рассказать подробнее. Интегральная схема была изобретена в 1959 году, а в 1965-м сооснователь Intel Гордон Мур выявил закономерность: каждый год появлялись новые модели микросхем, и каждый раз число транзисторов в них возрастало примерно в два раза. А значит, если тенденция сохранится, мощность компьютеров за довольно короткое время вырастет экспоненциально. Правда, в 1975-м Гордон Мур подкорректировал свой закон, указав, что удвоение числа транзисторов будет происходить каждые два года.

Уже в 1998 году Юджин Мейеран – инженер все той же Intel – сформулировал «второй закон Мура», согласно которому стоимость фабрик по производству микросхем экспоненциально возрастает с усложнением производимых микросхем. Вот тому пример: стоимость фабрики, на которой Intel выпускала чипы динамической памяти емкостью 1 Кбит, составляла $4 млн, а вот за оборудование по производству чипа Pentium по 0,6-микрометровой технологии c 5,5 млн транзисторов корпорация заплатила уже $2 млрд. Дальше – больше: завод по производству процессоров на базе 45-нм техпроцесса под названием Fab32 стоил уже $3 млрд.

Сегодня IT-индустрия оказалась в сложном положении: вторая часть «закона Мура» вот-вот сработает. Вспомните: с начала 90-х, когда ПК уже покорили Америку и начали стремительно захватывать мир, мощность CPU и GPU, а также емкость чипов памяти росла очень быстро. У инженеров Intel, AMD, Samsung и прочих Texas Instruments получалось наращивать мощность чипов, одновременно уменьшая размер кристаллов и их энергопотребление. А после 2001 года (когда появился IBM POWER4 с двумя ядрами PowerPC на одном кристалле) не сбавлять темп помогала уже многоядерность.

В какой-то момент вычислительная мощность процессоров обогнала текущие потребности пользователей, и сегодня CPU уже не «ускоряются» так быстро, как полтора десятка лет назад. Пользователи меняют ПК все реже, да и то в основном из-за таких параметров, как, например, разрешение или диагональ монитора. А вот скачка производительности при замене «железа» уже почти не происходит.

Иначе говоря, разработчики процессоров получили некоторую отсрочку – пока от них не требуют радикально более мощных чипов. Но независимо от этого они сталкиваются со множеством технологических барьеров, что знаменует лишь одно: вторая составляющая «закона Мура», упоминающая атомарную природу вещества, вот-вот вступит в силу.

О том, как выбраться из тупика, сейчас стараются понять в корпорации IBM, которая готова инвестировать $3 млрд в то, что в «Голубом гиганте» описывают как «создание принципиально новых чипов, которые совершают огромное количество операций в секунду и потребляют меньше энергии». По этому поводу директор по исследованиям IBM Research Супратик Гуха сказал: «Базовая архитектура компьютеров остается неизменной с сороковых годов прошлого века. Мы видим, принимая во внимание те проблемы, которые существуют сегодня, что пришло время искать новые формы».

Другие IT-гиганты тоже принимают меры. Так, Hewlett-Packard уже сообщила о планах по созданию новой архитектуры для процессоров. А в Intel пока делают вид, что все нормально и не говорят об отказе от традиционной архитектуры. Как следует из пресс-релизов корпорации, уже разработаны чипы, которые будут выпускаться по техпроцессу 14 нанометров, а далее точность будет доведена до 10 нанометров. При этом там признают, что проблемы возникнут тогда, когда будет освоен техпроцесс 7 нанометров. 7 нм – это критическая точка, после которой в любом случае индустрии понадобится новая архитектура и новые материалы, которые заменят привычные полупроводники.

Однако в IBM готовы решать проблему более радикально – там сейчас говорят о «смешивании технологий», не раскрывая суть этого выражения. По мнению сторонних наблюдателей, за этим кроется уход от кремния и переход к микросхемам, созданным на основе, скажем, графена или углеродных нанотрубок. Более фантастические (ненамного) перспективы – квантовый или ДНК-компьютер.

Развивая тему

Еще $3 млрд IBM планирует инвестировать в рамках своей стратегии развития технологий для «интернета вещей» (Internet of Things, IoT). Под эти средства будет даже создано новое подразделение. Благодаря ему IBM рассчитывает к 2018 году зарабатывать на IoT-направлении по $40 млрд в год – это составит 45% всех доходов «голубого гиганта».

По сути, освоение $3 млрд под IoT уже началось: IBM покупает IT-компанию Armonk, которая предлагает корпоративным пользователям технологию обработки данных от множества источников, таких как датчики в зданиях, смартфоны и бытовая техника. Эта покупка вполне укладывается в нынешнюю концепцию «интернета вещей», согласно которой сегодня самые развитые направления IoT – это безопасность и здравоохранение, «умный дом», мультимедиа и развлечения.

Цифры, которые приводят аналитики Cisco, подтверждают верность стратегии IBM. По их оценке, уже сегодня порядка 25 млрд устройств подключены к интернету, тогда как Сеть пользуются 3 млрд человек. Получается, что на каждого «одушевленного» пользователя Сети приходится восемь подключенных устройств. А в 2020 году нам обещают уже от 38 млрд до 50 млрд подключенных устройств.

Другие IT-гиганты, и прежде всего Intel, также пытаются восстановить прежнюю динамику роста рынка микросхем. Многие ради этого не только объединяют усилия, но и сливают свои бизнесы. Как свидетельствует аналитическая компания Dealogic, сумма объявленных за 2014 год сделок по слиянию полупроводниковых компаний составила $39,1 млрд. В частности, NXP Semiconductors NV планирует купить Freescale Semiconductor Ltd. за $11,8 млрд. А с начала этого года – по той же статистике Dealogic – в полупроводниковой отрасли уже было объявлено о готовящихся сделках на общую сумму свыше $21 млрд.

Готовятся и настоящие мегасделки: так, Intel за $13 млрд собирается купить компанию Altera, которая производит микросхемы для сетевого оборудования и автомобилей. Эта сделка может стать крупнейшим приобретением в истории Intel. Для справки: Рыночная стоимость самой Intel составляет $151,6 млрд.

Заполучив Altera, Intel может совершить настоящий технологический прорыв, так как сегодня Altera ведущий разработчик т. н. программируемых вентильных матриц (FPGA). Так называются чипы, функциональные возможности которых их заказчик может самостоятельно настраивать (адаптировать) под различные специфические задачи, например для высокоскоростного шифрования. Они применяются в сетевых системах, автомобильной электронике и других областях. Сейчас Altera, как и ее основной конкурент Xilinx, старается расширить сферу применения своей продукции, осваивая новые технологические направления. Соответственно, Intel покупка Altera позволила бы увеличить свое присутствие на рынке чипов для смартфонов.

Также Intel вкладывает $1,6 млрд в модернизацию своего завода в китайском городе Чэнду. Задача этой модернизации – усилить позиции корпорации в мобильном секторе. С этой же целью ранее Intel вложила в завод в Чэнду $600 млн. А немного раньше, еще осенью прошлого года, Intel потратила $1,5 млрд чтобы купить 20% акций Tsinghua Unigroup. Этот китайский государственный холдинг, в частности, владеет вторым и третьим разработчиками процессоров в Китае (в том числе Spreadtrum). А в мае 2014-го Intel вступила в стратегическое партнерство с другим производителем чипов из Китая – Fuzhou Rockchip Electronics. С помощью упомянутых компаний Intel старается «уговорить» своих китайских деловых партнеров в сфере мобильной электроники отказаться от популярной архитектуры ARM и перейти на чипы семейства x86.

Виктор Демидов