Ku nieskończoności

Dla tych, którzy lubią magię porównań liczbowych, historia ewolucji układów scalonych stanowi obiekt szczególnego zainteresowania. Na tym polu bowiem bardzo łatwo ekscytować się szokującymi nieraz zestawieniami. Procesorom, ich wytwarzaniu i przyszłości poświęcony został cały, ponad 100-stronicowy numer specjalny Scientific American.

Na początku przyszłego stulecia procesory będą zawierać prawie miliard tranzystorów, zaś stopień skomplikowania ułożenia ścieżek zawartych na cieniutkiej płytce krzemu będzie nie mniejszy niż mapa wszystkich dróg na kuli ziemskiej. Historia szybkiego rozwoju informatyki i elektroniki powszechnego użytku rozpoczęła się od powstania pierwszego tranzystora wkrótce po II wojnie światowej. Ćwierć wieku temu zbudowano pierwszy procesor. Na początku pojedynczy tranzystor kosztował kilkadziesiąt dolarów amerykańskich. Wkrótce jego cena zaczęła spadać, by osiągnąć wartość niemal zera w przypadku tranzystorów wbudowanych do układów scalonych - a konkretnie mniej niż jedną stutysięczną centa na jeden tranzystor we współczesnym procesorze. Właściwie nie wiadomo, co bardziej przyciągało uwagę obserwatorów - spadek ceny czy postępująca miniaturyzacja. Dla przemysłu półprzewodników najważniejsze pytanie brzmi: jak długo jeszcze obowiązywać będzie prawo Moora, według którego liczba tranzystorów umieszczonych na jednym układzie scalonym rośnie w postępie geometrycznym (podwajając się mniej więcej co półtora roku) . Większość naukowców zajmujących się tą tematyką określa datę, kiedy to fizyczne własności materii mogą stanąć na przeszkodzie dalszemu upakowywaniu tranzystorów na jednostce powierzchni (co jest dzisiaj podstawową metodą stałego zwiększania mocy obliczeniowej procesorów) między rokiem 2020 a 2030. Wówczas jednak inne rozwiązania - jak komputery kwantowe - z mglistych opowieści futurystów i zamkniętych laboratoriów badawczych mogą ujrzeć światło dzienne. Być może właśnie dopiero bliskość fizycznych ograniczeń we współcześnie wykorzystywanych technologiach budowy maszyn cyfrowych da impuls do prowadzenia bardzo intensywnych badań nad alternatywnymi rozwiązaniami.

Pod względem wykorzystania najbardziej nowoczesnych na świecie technologii fabryki procesorów nie mniej fascynują niż wyprawy kosmiczne - a na ogół są znacznie droższe. Koszt ich budowy rośnie zatrważająco szybko. Dzisiaj jest porównywalny z inwestycją potrzebną do uruchomienia dużej rafinerii, stoczni czy elektrowni atomowej. Za 10 lat będzie to już abstrakcyjna suma przewyższająca 10 mld USD. A wówczas może się okazać, że to bariera finansowa jest bardziej istotna niż prawo Moora.

--------------------------------------------------------------------------------

Scientific American - Special Issue (Solid State/Century)