В 1965 году один из основателей компании Intel обратил внимание на то, что число транзисторов в компьютерных микросхемах удваивается примерно каждые 18 месяцев. Отмеченная закономерность получила название закона Мура и более тридцати лет сомнений не вызывала. Однако в последнее время все чаще высказываются мнения, что знаменитый закон, возможно, доживает свои последние годы. Главная причина - все большая степень миниатюризации, которая неминуемо приведет к конфликту закона Мура с фундаментальными законами физики. В частности, с законами квантовой механики, что практически уже не оспаривается. Но есть и другие причины - например, термодинамика.

Как считает профессор Техасского университета Ласло Киш, закон Мура "убьет" тепло. По прогнозам, основанным на законе Мура, к концу десятилетия размер основных элементов электронных микросхем уменьшится до 40 нм (сейчас он составляет 100 нм), и тогда тепловой шум сделает микросхемы слишком ненадежными для устойчивой работы электронных устройств. Дело в том, что чем быстрее работает микросхема, тем больше энергии она рассеивает.

Пока с этим злом удается бороться, понижая напряжение, подаваемое на микросхему. Но по мере уменьшения размеров контуров и питающего напряжения энергия теплового шума (тепла) начнет воздействовать на электрические сигналы, повышая количество ошибок. Как утверждает Киш, "существует фундаментальное соотношение между шумом, информацией, скоростью и диссипацией энергии". Так что, по его мнению, пределы миниатюризации и понижения напряжения будут достигнуты значительно быстрее, чем думали раньше. Так, уменьшение компонентов микросхем со 100 нм до 40 нм увеличит уровень шума в 3 раза, что неминуемо вызовет серьезные проблемы.

Чтобы максимально снизить влияние паразитного тепла, вызванного миниатюризацией, необходимо, по мысли Киша, понижать скорость работы микросхем. Но чтобы при этом обеспечить рост производительности чипов, необходимо изменить их архитектуру так, чтобы вычисления производились параллельно. Киш не исключает, что решение проблемы лежит в русле интенсивно развивающейся в настоящее время квантовой информатики, и сейчас готовит соответствующую публикацию.

Исследование Л. Киша было опубликовано в Physics Letters, Vol. A305, P. 144-149, 2002 (2.12.02). Текст можно найти по адресу: ee.tamu.edu/~laszlo/Moore_PLA.pdf.

Сергей САНЬКО