La legge di Moore è morta. E adesso?

App mobili, videogiochi, fogli di calcolo e previsioni meteorologiche accurate: questo è solo un assaggio delle cose che cambiano la vita rese possibili dalla crescita affidabile ed esponenziale della potenza dei chip per computer negli ultimi cinque decenni.

Ma in pochi anni le aziende tecnologiche potrebbero dover lavorare di più per offrirci nuovi casi d'uso avanzati per i computer. Il continuo stipare di più transistor al silicio sui chip, noto come la legge di Moore, è stata la materia prima di un'esuberante innovazione nell'informatica. Ora sembra rallentare fino a fermarsi.

Dobbiamo chiederci, questo sarà un problema per aree come i dispositivi mobili, i data center e le auto a guida autonoma? dice Thomas Wenisch , assistente professore presso l'Università del Michigan. Penso di sì, ma con tempistiche diverse.

La legge di Moore prende il nome dal cofondatore di Intel Gordon Moore. Nel 1965 osservò che i transistor si stavano riducendo così velocemente che ogni anno ne potevano contenere il doppio di un chip e nel 1975 adeguò il ritmo a un raddoppio ogni due anni.

L'industria dei chip ha mantenuto viva la previsione di Moore, con Intel in testa. E le aziende informatiche hanno trovato molto a che fare con la fornitura continua di transistor extra. Ma Intel ha respinto la sua prossima tecnologia a transistor, con caratteristiche di appena 10 nanometri, dal 2016 alla fine del 2017. L'azienda ha anche deciso di aumentare il tempo tra le generazioni future (vedi Intel mette i freni sulla legge di Moore). E una tabella di marcia tecnologica per la legge di Moore gestita da un gruppo industriale, tra cui i più grandi produttori di chip del mondo, viene demolita. Intel ha suggerito che i transistor al silicio possono continuare a ridursi solo per altri cinque anni.

I computer nelle nostre tasche probabilmente sentiranno gli effetti più tardi rispetto ad altri tipi di dispositivi informatici, ipotizza Wenisch. I dispositivi mobili sono alimentati da chip realizzati da aziende diverse da Intel e generalmente sono stati leggermente indietro nella tecnologia dei transistor. E i processori mobili non utilizzano appieno alcune tecniche di progettazione ben consolidate nei processori più potenti per macchine non mobili, afferma.

Probabilmente hai una o due generazioni di passerelle in più sui dispositivi mobili, afferma Wenisch.

Tuttavia, molte cose utili che i dispositivi mobili possono fare si basano sulla potenza di data center da miliardi di dollari, dove la fine della legge di Moore sarebbe un mal di testa più immediato. Aziende come Google e Microsoft divorano con entusiasmo ogni nuova generazione dei chip più avanzati, pieni di transistor più densamente.

Wenisch afferma che aziende come Intel, che domina il mercato dei chip per server, ei loro clienti più grandi dovranno essere creativi. I modi alternativi per ottenere più potenza di calcolo includono lavorare di più per migliorare la progettazione dei chip e rendere i chip specializzati per accelerare particolari algoritmi cruciali.

La forte domanda di silicio ottimizzato per l'algebra, fondamentale per una potente tecnica di apprendimento automatico chiamata deep learning, sembra inevitabile, ad esempio. La società di chip grafici Nvidia e diverse startup si stanno già muovendo in quella direzione (vedi Un chip da 2 miliardi di dollari per accelerare l'intelligenza artificiale).

Microsoft e Intel stanno anche lavorando all'idea di eseguire del codice su chip riconfigurabili chiamati FPGA per una maggiore efficienza (vedi Microsoft dice che i chip riprogrammabili renderanno l'IA più intelligente). L'anno scorso Intel ha speso quasi 17 miliardi di dollari per acquisire Altera, produttore leader di FPGA, e sta adattando la sua tecnologia ai data center.

Horst Simone , vicedirettore del Lawrence Berkeley National Laboratory, afferma che le macchine calcolatrici più potenti del mondo sembrano già risentire degli effetti della fine dei tempi della Legge di Moore. I migliori supercomputer del mondo non stanno migliorando al ritmo di una volta.

Negli ultimi tre anni abbiamo assistito a una sorta di stagnazione, dice Simon. Questa è una cattiva notizia per i programmi di ricerca basati sui supercomputer, come gli sforzi per comprendere i cambiamenti climatici, sviluppare nuovi materiali per batterie e superconduttori e migliorare la progettazione di farmaci.

Simon afferma che il prossimo plateau nella densità dei transistor susciterà maggiore interesse nel ridisegnare l'architettura di base dei computer tra i progettisti di supercomputer e data center. Sbarazzarsi di alcune caratteristiche del design risalenti agli anni '40 potrebbe sbloccare enormi guadagni di efficienza (vedi Machine Dreams). Tuttavia, trarne vantaggio richiederebbe un ripensamento della progettazione di molti tipi di software e richiederebbe ai programmatori di cambiare le proprie abitudini.

Qualunque sia il tipo di computer a cui sei interessato, la domanda chiave è se le strade creative lasciate aperte alle società di informatica possono fornire guadagni simili alla legge di Moore una volta terminata, afferma Neil Thompson , assistente professore alla MIT Sloan School. Sappiamo che queste altre cose contano, ma la domanda è: sono della stessa scala? lui dice.

Un motivo per pensare che potrebbero non esserlo è che le aziende dovranno lavorare insieme in modi nuovi e complicati, senza il battito comune che un tempo manteneva sincronizzati i piani di prodotto e di ricerca e sviluppo del settore.

Uno dei maggiori vantaggi della legge di Moore è come dispositivo di coordinamento, dice Thompson. So che in due anni possiamo contare su questa quantità di potenza e che posso sviluppare questa funzionalità, e se sei Intel sai che le persone stanno sviluppando per questo e che ci sarà un mercato per un nuovo chip.

Senza quella musica comune su cui ballare, i progressi nella potenza di calcolo di cui beneficiano tutti i tipi di aziende, non solo quelle con forti incentivi a collaborare, potrebbero essere meno comuni.

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