Однажды для компьютеров не хватит энергии

В 2040 году компьютерам потребуется больше энергии, чем люди способны произвести

Зако?н Му?ра — эмпирическое наблюдение, изначально сделанное Гордоном Муром, согласно которому (в современной формулировке) количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца.

Ученые продемонстрировали обратную сторону закона Мура: если в ближайшее время не будет сделано радикальных улучшений по снижению потребления энергии компьютерами, к 2040 году мы не сможем обеспечить их электричеством.

В докладе экспертов Ассоциации полупроводниковой промышленности (Semiconductor Industry Association, SIA) отмечается: «Способность индустрии развиваться в соответствии с законом Мура привела не только к уменьшению размеров транзисторов, но и к большей энергетической плотности микрочипов, и связанных с этим проблем с температурой». В самом деле, самые мощные современные микропроцессоры, несмотря на свои небольшие размеры, содержат огромное количество контактов, общая протяженность которых может достигать километров. И все это моментально перегреется, стоит лишь забыть про охлаждение.

Все это приводит к непрерывно возрастающим потребностям в электричестве. Крупные современные дата-центры зачастую нуждаются в таком количестве энергии, которое вырабатывает отдельная электростанция. И эти запросы растут куда быстрее, чем увеличивается мировое производство энергии. Авторы доклада предполагают, что между 2035 и 2040 гг. процесс может привести к коллапсу, когда нужды электроники превысят возможности человека питать ее.

Возможно, к поискам в этом направлении разработчиков подтолкнет сама жизнь. Авторы доклада предсказывают, что уже в 2020-х увеличивать производительность процессоров традиционным путем – уменьшением размера транзисторов и все более плотным их размещением на чипе – станет экономически невыгодно.

Энергопотребление таких микросхем будет так велико, что пользователям выгоднее будет обратиться к набору из нескольких процессоров не столь сложных и «прожорливых». Схемотехникам придется искать совершенно новые подходы, если только они хотят сохранить свои знаменитые темпы развития электроники – и верность закону Мура.