Podsticao je napredak u poslednjih pedeset godina, ali kraj je sad na vidiku. Prognoza Gordona Mura iz 1965. godine da će se broj komponenti u integrisanom kolu udvostručavati svake godine dok nije dostigao zapanjujućih 65.000 do 1975. godine najveća je tehnološka prognoza poslednjih pola veka. Kad se predviđanje pokazalo tačnim 1975. godine, on je izmenio svoju pretpostavku i tako uspostavio dobro poznati Murov zakon, prema kome će se broj tranzistora na integrisanom kolu udvostručavati svake dve godine. Od tada je njegovo predviđanje odredilo put tehnologije i, na mnogo načina, put samog napretka.
Murova argumentacija se odnosila na privredni razvoj. Integrisana kola, s više tranzistora i drugih elektronskih uređaja međusobno povezanih aluminijumskim metalnim linijama na malom silicijumskom kvadratu, napravio je Robert Nojs nekoliko godina ranije u kompaniji Fairchild Semiconductor. Mur, tadašnji direktor kompanijinog Odseka za istraživanje i razvoj, shvatio je, kako je napisao 1965. godine, da je u tim novim integrisanim kolima „cena pojedinačne komponente skoro obrnuto proporcionalna broju komponenti“. Sve je to izgledalo kao sjajno isplativa investicija, dakle, teorijski, što više tranzistora dodate, svaki je jeftiniji. Mur je takođe video da ima mnogo prostora za napredak u inženjerstvu pri povećanju broja tranzistora koji imaju razumnu cenu i koji se pouzdano mogu smestiti na integrisano kolo.
Ubrzo su ti jeftiniji, snažniji čipovi postali ono što ekonomisti vole da nazivaju tehnologijom opšte namene – koja je toliko bazična da učestvuje u stvaranju svi drugih vrsta inovacija i napretka u različitim granama industrije. Pre nekoliko godina, vodeći ekonomisti su potvrdili da je informaciona tehnologija, omogućena integrisanim kolima, učestvovala u trećini rasta produktivnosti u Sjedinjenim Državama od 1974. godine. Skoro svaka tehnologija do koje nam je stalo, od pametnih telefona do jeftinih prenosivih računara do GPS -a, direktan je odraz Murovog predviđanja. Takođe je podstakla današnji napredak u veštačkoj inteligenciji i genetici, omogućavajući tehnikama mašinskog učenja da se uspešno probijaju kroz ogromne količine podataka da bi pronašle odgovore.
Dakle, kako je jednostavno predviđanje, zasnovano na proračunu iz grafikona koji je prikazivao broj tranzistora po godinama – grafikonu koji je, u to vreme, imao samo nekoliko tačaka podataka – definisalo pola veka napretka? Razlog je, delimično, i taj što je industrija poluprovodnika odlučila tako.
Mur je napisao da će „gomilanje više komponenti na integrisanim kolima“, naslov njegovog članka iz 1965. godine „dovesti do takvih čuda kao što su kućni računari – ili bar terminali povezani na centralni računar – automatske komande za automobile i lična prenosna komunikaciona oprema.“ Drugim rečima, držite se njegove rute i gomilajte sve više tranzistora na čipove, što će vas dovesti u obećanu zemlju. Tokom sledećih decenija, razvijena industrija, vlade i armije akademskih i industrijskih istraživača ulivali su novac i vreme u podržavanje Murovog zakona, stvarajući samoispunjavajuće proročanstvo koje je napredak vodilo pravom stazom sa neobičnom tačnošću. Iako je tempo napretka poslednjih godina malo iskliznuo, najnapredniji čipovi danas imaju skoro 50 milijardi tranzistora.
Svake godine od 2001., bira se 10 najvažnijih tehnologija koje su donele nešto sasvim novo. To je lista tehnologija koje su, skoro bez izuzetka, moguće samo zbog napretka u računarstvu opisanog Murovim zakonom. Za neke od stavki na ovogodišnjoj listi veza je očigledna: uređaji masovne potrošnje, uključujući satove i telefone, napunjeni veštačkom inteligencijom; određivanje uzroka klimatskih promena omogućeno je poboljšanim računarskim modelovanjem i podacima prikupljenim iz svetskih sistema za praćenje atmosfere i jeftini mali sateliti. Na listi se nalaze i kvantna nadmoć, molekuli otkriveni upotrebom veštačke inteligencije, pa čak i tretmani protiv starenja i hiperpersonalizovani lekovi, do kojih se došlo uglavnom zahvaljujući računskoj moći dostupnoj istraživačima.
Ali šta se događa kada Murov zakon neminovno prestane da važi? Ili šta ako je, kako neki sumnjaju, već umro, i već zaostajemo za najvećim tehnološkim motorom našeg vremena?
POČIVAJ U MIRU
„Gotovo je. Ove godine je to postalo zaista jasno“, kaže Čarls Liserson, računarski stručnjak na MIT-u. Najnovije „Intelovo“ proizvodno postrojenje, koje je namenjeno proizvodnji čipova sa minimalnim veličinama karakteristika od 10 nanometara, prilično je zakasnilo. Isporučuje čipove u 2019. godini, pet godina posle prethodne generacije čipova sa 14 nanometarskim karakteristikama. Murov zakon, kaže Liserson, uvek se odnosio na brzinu napretka, a „mi više nismo u toj brzini“. Brojni drugi ugledni računarski stručnjaci, takođe, su proglasili Murov zakon mrtvim poslednjih godina. Početkom 2019. godine generalni direktor velikog proizvođača čipova „Nvidia“ se složio s tim mišljenjem.
U stvari, pre bi se moglo govoriti o postepenom propadanju nego o iznenadnoj smrti. Tokom decenija, neki su se zabrinuli, uključujući i samog Mura, da je kraj na vidiku, jer je bilo teže napraviti sve manje i manje tranzistore. Intelov istraživač se 1999. godine zabrinuo da je cilj industrije da napravi tranzistore manje od 100 nanometara do 2005. godine suočen sa osnovnim fizičkim problemima „kada ne postoji poznato rešenje“.
Godinama je industrija čipova uspela da izbegne te fizičke prepreke. Uvedeni su novi dizajni tranzistora koji bolje okupljaju i kontrolišu elektrone. Pronađeni su novi litografski metodi koji koriste ekstremno ultraljubičasto zračenje kada su talasne dužine vidljive svetlosti bile previše guste da bi precizno urezale u silicijum linije od samo nekoliko desetina nanometara. Ali napredak je postajao skuplji.
Isto tako, postrojenja koja prave najsavremenije čipove postaju izuzetno skupa. Cena takve jedne fabrike raste za oko 13 procenata godišnje, a očekuje se da dostigne 16 milijardi dolara ili više do 2022. godine. Nije ni čudo da se broj kompanija koje planiraju da naprave sledeću generaciju čipova smanjio na samo tri, a bilo ih je osam 2010. i 25 2002. godine.
Ipak, „Intel“ – jedan od ta tri proizvođača čipova – uskoro ne očekuje sahranu Murovog zakona. Džim Keler, koji je 2018. preuzeo funkciju šefa Intela za proizvodnju silicijumskih komponenata, čovek je sa zadatkom da Murov zakon održi u životu. On vodi tim od oko 8000 hardverskih inženjera i dizajnera čipova u „Intelu“. Kada se pridružio kompaniji, kaže, mnogi su očekivali kraj Murovog zakona. Ako su bili u pravu, razmišlja on, „to onda nije dobro“ i možda je napravio „zaista loš potez u karijeri“.
Ipak, Keler je pronašao dovoljno tehničkih mogućnosti za napredak. On ističe da je verovatno više od stotinu promenljivih uključeno u održavanje Murovog zakona u životu, a svaka od njih pruža različite prednosti i suočava se sa sopstvenim ograničenjima. To znači da postoji mnogo postupaka da se duplira broj uređaja na čipu – inovacije kao što su 3D arhitekture i novi dizajn tranzistora.
Ovih dana Keler zvuči optimistično. Kaže da tokom celog svog radnog veka sluša o kraju Murovog zakona. Posle nekog vremena, „odlučio je da se ne brine zbog toga“. Kaže da „Intel“ ima plan za sledećih deset godina i da će rado obaviti proračun umesto vas: 65 milijardi (broj tranzistora) puta 32 (ako se gustina čipa udvostruči svake dve godine) je 2 biliona tranzistora. „To su 30 puta poboljšane performanse“, kaže on, dodajući da ako kreatori softvera budu pametni, za 10 godina, mogli bismo da dobijemo čipove koji su sto puta brži.
Ipak, čak i ako „Intel“ i ostali proizvođači čipova mogu da izvuku još nekoliko generacija još naprednijih mikročipova, dani kada ste mogli pouzdano da računate na brže, jeftinije čipove svake dve godine očigledno su završeni. To, međutim, ne znači i kraj napretka u računarstvu.