Формулировка закон мура: Закон Гордона Мура формулировка, применение, следствие

Что такое Закон Мура и как он работает теперь? Разбор

Закон Мура гласит: “Количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца”. Вы наверняка слышали про этот закон. А еще вы наверняка слышали, что он больше не работает.

Но, если посмотреть на реальные цифры реальных процессоров, мы увидим, что Закон Мура, удивительно точно работает по сей день, вот уже 50 лет.

Тем не менее, мы с вами на собственном опыте чувствуем, что прогресс замедлился. Несмотря на двукратный прирост транзисторов, мы не видим двукратного прироста производительности. Поэтому сегодня мы разберёмся. Что не так с Законом Мура?

Но самое интересное, что важный перелом произошел на рубеже нулевых и 2010-х. И нужны были новые решения.

А вспомнить прошлое мы решили, потому что в этом году знаменательная дата — юбилей у легендарной линейки ZenBook от ASUS, спонсора видео, за что ребятам большой респект. Им в этом году 10 лет. За это время ASUS проделали большую работу и стали лидерами на рынке консьюмерских ноутбуков (по данным GFK за 2020 год).

С какими сложностями столкнулось человечество и как мы их обошли? И чего нам ждать, когда закон Мура действительно перестанет работать?

Закон не закон

Начнём, с того ,что закон Мура на самом деле никакой не закон, а просто наблюдение Гордона Мура, основателя Fairchild Semiconductor, а также Intel.

С момента изобретения интегральной схемы в 1959 году количество транзисторов на микрочипах вырастало в среднем в два раза каждый год. Гордон Мур это заметил, и сказал: Всё! Так и будет.

А в 1975 году он внес поправку, и сказал:» Нет, всё таки, каждые два года».

На что ребята из Intel ответили: Ок, кажется, у нас появился план и мы его будем придерживаться. А вся индустрия подстроилась под такой темп.

И это, очень круто. Ведь чем меньше размер транзистора, тем меньше он потребляет тока. А чем больше количество транзисторов, тем выше вычислительная мощность. Причем зависимости прямо пропорциональные.

А значит, чем больше маленький транзисторов получится разместить на чипе, тем лучше.

Возьмем современный пример:

Например, в первом Zenbook который вышел в 2011 году стоял процессор Intel Core i7-2677M. В нём было 624 миллиона транзисторов. Звучит неплохо, с учетом того, что когда Мур придумывал свой закон в 65 году в актуальном процессоре было все 64 транзистора, не миллионов, всего 64.

А вот в ZenBook Duo 14, который вышел через 10 лет используется процtccjh Intel 11-го поколения Core i7-1165G7, в котором уже 8,2 миллиарда транзисторов! Это в 13 раз больше, и это огромный скачок вперед. Но если прикинуть по закону Мура, то транзисторов в этот момент должно было быть как минимум в 2 раза больше — 19,9 миллиардов, на самом деле. Но почему закон замедлился? Смотрите.

Почему Закон Мура работал?

Долгое время Закон Мура работал как часы. Транзисторы уменьшались, их число росло, а мощность возрастала. А это, на секундочку рост по экспоненте, то есть очень быстро!

Обратите внимание, что все графики отражающие Закон Мура изображены в логарифмической шкале, но если перевести график в линейную шкалу, мы поймем какой прорыв совершается каждые два года. В 65 году в микрочипе было 64 транзистора, а сейчас в серверном процессоре AMD Epic их почти 40 миллиардов. Но откуда была такая стабильность?

Скорее всего вы знаете, что процессоры производят путем фотолитографии. Иными словами, лазер светит через трафарет, который называется маской, и процессор буквально выжигается на кремниевой подложке. Это очень похоже на проявку фотографии.

Тут для на нас важен лишь они факт: чем меньше длина волны, с которой светит лазер, тем выше разрешение и меньше техпроцесс!

Наглядная инфографика по лазерам

Так индустрия и развивалась: когда достигали предела разрешения лазера — меняли его на лазер с более короткой длиной волны.

Поначалу использовали дуговые ртутные лампы, а не лазеры, с длиной волны 436 нм — это синий свет. Потом освоили 405 нм — это фиолетовый. И наконец до 365 нм — ближний ультрафиолет. На этом эра ртутных ламп закончилась и началось использование ультрафиолетовых газовых лазеров. Сначала освоили 248 нм — средний ультрафиолет, а потом 193 нм — глубокий ультрафиолет или DUV. Такие лазеры давали максимальное разрешение в 50 нм и на какое-то время этого хватало. Но потом произошел переломный момент…

Переломный момент

К 2006 году надо было осваивать техпроцесс в 40-45 нм. Разрешения лазеров было недостаточно.

Это был тупик! Гиганты Кремниевой Долины потратили сотни миллионов долларов для перехода на 157 нм (лазеры на основе фторид-кальциевой оптики), однако всё было впустую.

Даже сам Гордон Мур в 2007 году сказал: «Мои полномочия как бы всё, из-за фундаментальных причин». Если что, это точная цитата…

Но мы то с вами знаем, что на 45 нм человечество не остановилось. Уже 10 лет назад в первом ZenBook использовалась литография 32 нм. Как же люди смогли обойти оптические ограничения?

Они начали использовать различные хаки:

• Стали экспонировать чипы через воду (видео). Это как-то меняло преломление луча и позволяло повысить разрешение.
• Стали использовать множественное экспонирование, т.е. они стали использовать несколько масок, с разными рисунками, которые дополняют друг-друга.
• И прочие хаки: поляризация излучения, коррекция оптической близости, использование фазосдвигающих масок, внеосевое освещение, но проблема с лазерами — это полбеды.

В 2000 году после пересечения порога в 100 нм из-за сильного уплотнения транзисторов, расстояние между ними стало настолько маленьким, что начались утечки тока! Грубо говоря, электрончики перескакивали из одного участка схемы в соседний — где их быть не должно. И портили вычисления… А также увеличилось паразитное энергопотребление.

Из-за этого пришлось поставить крест на росте тактовых частот. Если раньше частоты удваивались также быстро как транзисторы, прирост практически остановился.

Десять интересных лет

В итоге, вопреки своим планам, Intel застрял на 14 нм техпроцессе, а тактовые частоты остановили свой рост. И примерно с 2010 года начались 10 интересных лет оптимизаций.

Если раньше прогресс обеспечивался брутальным уменьшением техпроцесса и прирост производительности давался легко, то теперь началась настоящая работа по допиливанию всего того, что человечество придумало за 40 предыдущих лет.

Люди стали искать инновации за пределами Закона Мура:

1. Процессоры стали многоядерными и многопоточными.
2. Появилась масса сопроцессоров, которые невероятно эффективно решают отдельные задачи: обработка фотографий, кодирование видео, нейронные движки, облачные вычисления. В конце концов, перенос вычислений на видеокарты.
3. Люди наконец начали оптимизировать софт.
4. А производителям железа пришлось ежегодно совершенствовать свою продукцию. Ведь просто новый процессор, не позволял продать новый ноутбук

И самое удивительное, что именно в это сложное время появились все знаковые продукты от известных нам брендов.

ASUS

Конечно же я про линейку ZenBook от ASUS, которой в этом году исполнилось 10 лет! За эти годы ASUS изменили правила игры и показали каким должен быть классный ноутбук на Windows. Ребята привнесли массу инноваций, поэтому, давайте вспомним какие у них были знаковые модели, а заодно проследим как развивались технологии…

Итак, 2011 год, первый Zenbook (UX21E), о котором мы уже немного говорили. Это, конечно, знаковая модель. Классный дизайн, тонкий цельнометаллический корпус, вес 1,1 кг для модели на 11,6 дюйма, быстрый SSD. Даже сейчас эти характеристики звучат отлично…

2014 год — ZenBook UX501. ASUS впервые добавили мощную начинку с графикой GTX в ультрабук. Также это первый ZenBook, протестированный по военному стандарту MIL STD 810. В будущем, все ZenBook пройдут такую подготовку.

2015 — ZenBook UX305 –с абсолютно бесшумной системой охлаждения на базе 15 ваттного процессора Intel Core M. Экран — 13,3 дюйма, толщина корпуса – 12,3 мм, вес – 1,2 кг, время автономной работы – до 10 часов.

2016 год — первый ZenBook трансформер (UX360) — первый ZenBook в форм-факторе ноутбука-трансформера. И самый тонкий ZenBook (UX390) — толщина корпуса всего 11,9 мм, вес 910 г.

2018 год — ZenBook Pro 15 (UX580). Первый в мире ноутбук со вспомогательным дисплеем встроенным в тачпад, который назвали ScreenPad. Это меняет концепцию ноутбука: софт адаптируется под новые поверхности. И тема зашла.

2019 — ZenBook Pro Duo (UX581). Первый ноутбук с огромным сенсорным дисплеем над клавиатурой — ScreenPad Plus. Это был настоящий монстр с RTX 2060 и 4K OLED дисплеем.

И вот в 2021 году выходит — ZenBook Duo 14 (UX482). Именно такой ноутбук мы разыгрываем в нашем видео. Это продолжатель идей ZenBook Pro Duo, но теперь в компактном корпусе и с высокой автономностью. Тут вам и 2 сенсорных экрана с поддержкой стилуса, и система охлаждения прямиком из игровой линейки ROG и мощный Intel 11-го поколения.

В общем ZenBook всегда задавали тренды и были эталонными ноутами на Windows. Я сам пользовался многими ZenBook, и сейчас тоже пользуюсь ноутом от ASUS. Поэтому мне особо приятно перейти к подаркам.

Во-первых, если вы уже купили или собираетесь купить ZenBook в период с 1 по 30 июня, вы можете зарегистрировать свою покупку на специальном промо-сайте и получить кожаный органайзер с персональной гравировкой, а также год подписки на Office 365 в подарок! Это раз.

И, два, на том же сайте, вы можете принять участие в конкурсе, чтобы выиграть один из трёх ZenBook Duo 14.

EUV

И вот прошло 10 лет, пока мы с горем пополам производили 14-ти, 10-ти, и даже 7-нанометровые процессоры. Произошло событие, которого все очень долго ждали. Мир перешел на экстремальную УФ-литографию. Длина волны лазера скакнула с 193 нм до 13,5 нм, что является крупнейшим скачком за всю историю создания процессоров. Технологию разрабатывали 81 год и только в 2020 она заработала в полную мощь.

Ключевой момент технологии в том, что она позволит уменьшать техпроцесс вплоть до 1 нм, а это 10 атомов в толщину. И если вы считаете, что это невозможно, это не так. Компания IBM уже в этом году освоила 2 нм. Так, что 1 нм — это лишь дело техники.

Будущее

Но, а что нас ждет за порогом в 1 нм? Как дальше повышать производительность?

Это сложный вопрос. Безусловно люди придумают новую форму транзистора, мы перейдем на нанолистовые транзисторы. Вполне возможно, что люди откажутся от кремния и перейдут на новые материалы. Вариантов на замену есть масса:

• Углеродные нанотрубки
• Графеновые наноленты
• Диоксид и селенид гафния
• Дисульфид молибдена

Конечно же свой вклад внесут видеокарты, нейронные вычисления, и прочие специализированные чипы, которые сейчас развиваются куда быстрее процессоров. Об этом нам красочно заявляет новый закон от директора NVIDIA (Закон Хуанга).

Ну и наконец, скорее всего мы полностью откажемся от текущей концепции центрального процессора, основанной на архитектуре Фон Неймана и перейдем на асинхронные нейроморфные процессоры, построенные по подобию человеческого мозга. Кстати, их разработкой занимается тоже Intel.

В любом случае у нас есть еще 5-10 лет, пока транзисторный будут удваиваться по Закону Мура, а потом посмотрим.

Post Views:
14 234

Закон количества транзисторов в процессорах (закон Мура) в цифрах и графиках

Закон Мура — наблюдение (изначально сформулированное Гордоном Муром), согласно которому количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца.

Отметим, что часто цитируемый интервал в 18 месяцев связан с прогнозом Давида Хауса из Intel, по мнению  которого, производительность процессоров должна удваиваться каждые 18 месяцев из-за сочетания роста количества транзисторов и увеличения тактовых частот процессоров.

Посмотрим, как выполняется правило: 

Фактически, данные подчиняются следующей формуле:

• P(n) = P(o) * 2^n
• P(n) = количество транзисторов в текущем периоде
• P(o) = количество транзисторов в начальном периоде, 
• n = количество прошедших лет, деленное на 2

например,  

• P(2017) = P(1971) * 2^(46/2)
• P(2017) = 2300 * 2^(23)

P(2017) = 19293798400,  что примерно соответствует актуальному значению на 2017 год = 19200000000  транзисторов на кристалл.

 Исполнение закона Мура в 1971-2018 годах

В 1965 году (через шесть лет после изобретения интегральной схемы) один из основателей Intel Гордон Мур в процессе подготовки выступления нашел закономерность: появление новых моделей микросхем наблюдалось спустя примерно год после предшественников, при этом количество транзисторов в них возрастало каждый раз приблизительно вдвое.

Он предсказал, что к 1975 году количество элементов в чипе вырастет до 2¹⁶ (65536) с 2⁶ (64) в 1965 году. Мур пришел к выводу, что при сохранении этой тенденции мощность вычислительных устройств за относительно короткий промежуток времени может вырасти экспоненциально.Это наблюдение получило название — закон Мура.

В 1975 году Гордон Мур внёс в свой закон коррективы, согласно которым удвоение числа транзисторов будет происходить каждые два года (24 месяца).

Существует масса схожих утверждений, которые характеризуют процессы экспоненциального роста, также именуемых «законами Мура». К примеру, менее известный «второй закон Мура», введённый в 1998 году Юджином Мейераном, который гласит, что стоимость фабрик по производству микросхем экспоненциально возрастает с усложнением производимых микросхем.

Стоимость фабрики, на которой корпорация Intel производила микросхемы динамической памяти ёмкостью 1 Кбит, составляла $4 млн, а оборудование по производству микропроцессора Pentium по 0,6-микрометровой технологии с 5,5 млн транзисторов обошлось в $2 млрд. Стоимость же Fab32, завода по производству процессоров на базе 45-нм техпроцесса, составила $3 млрд.

По поводу эффектов, обусловленных законом Мура, в журнале «В мире науки» как-то было приведено такое интересное сравнение: «Если бы авиапромышленность в последние 25 лет развивалась столь же стремительно, как промышленность средств вычислительной техники, то сейчас самолёт Boeing 767 стоил бы 500 долл. и совершал облёт земного шара за 20 минут, затрачивая при этом 20 литров топлива. Приведенные цифры весьма точно отражают снижение стоимости, рост быстродействия и повышение экономичности ЭВМ».

Рост числа транзисторов на кристалле микропроцессора (1970-2016).  Точки соответствуют наблюдаемым данным, а прямая — периоду удвоения в 24 месяца.

 На графике отображены данные о количестве транзисторов в процессорах, производительности, потреблению энергии, количеству логических ядер.

Вместе с тем  на прошедшей в рамках выставки CES 2019 пресс-конференции, глава компании NVIDIA Дженсен Хуанг (Jensen Huang) объявил закон Мура более невозможным. Об этом сообщило издание CNET.  Дженсен Хуанг заявил, следующее: «Закон Мура более невозможен». 

Как теперь отметил топ-менеджер NVIDIA на сессии вопросов и ответов перед небольшим количеством журналистов, прямо сейчас закон Мура выражается в росте на несколько процентов каждый год и удвоение можно ожидать только каждые десять лет.

Интересно, что ещё в 2010 году вице-президент NVIDIA Билл Дэлли (Bill Dally) в своей колонке для журнала Forbes объявил о смерти так называемого закона Мура и отметил, что будущее за параллельными вычислениями.

Закон масштабирования Деннарда и его исполнение

Закон сформулировал в 1974 году разработчик динамической памяти DRAM Роберт Деннард (Robert Dennard) совместно с коллегами из IBM:

«Известно, что уменьшая размеры транзистора и повышая тактовую частоту процессора, мы повышаем повышать его производительность».

Правило закрепило уменьшение ширины проводника (по сути — миниатюризацию техпроцесса) в качестве главного показателя прогресса в микропроцессорной технике. Однако,  закон масштабирования Деннарда стал буксовать еще в 2006 году. Количество транзисторов в чипах продолжает увеличиваться, но этот рост не дает существенного прироста к  производительности устройств.  Представители TSMC (производитель полупроводников) утверждают, что переход с 7-нм техпроцесса на 5-нм увеличит тактовую частоту процессора на 15%.

Известно, что основной причиной замедления роста частоты являются утечки токов, которые Деннард и не учитывал в своих разработках. Даже нынешние студенты первых курсов знают, что при уменьшении размеров транзистора и повышении частоты ток начинает сильнее нагревать микросхему, что при достижении критической температуры выведет ее из строя. В итоге производителям приходится балансировать между выделяемой процессором мощностью и производительностью. Как результат — уже с 2006 года частота массовых чипов установилась на отметке в 4–5 ГГц.

Да, сегодня инженеры работают над новыми технологиями, которые позволят в обозримом будущем решить проблему и увеличить производительность микросхем. К примеру, специалисты из Австралии разрабатывают металл-воздушный транзистор, который работает на частоте в несколько сотен гигагерц. Элемент состоит из двух металлических электродов, выполняющих роли стока и истока. Главное в этой схеме — их расположение (расстояние 35 нм). Они обмениваются электронами друг с другом благодаря явлению автоэлектронной эмиссии. Устройство позволит перестать добиваться  уменьшения техпроцессов и сконцентрироваться на построении высокопроизводительных 3D-структур с большим числом транзисторов на кристалле.

Закон Куми и его исполнение

Закон сформулировал в 2011 году профессор Стэнфорда Джонатан Куми (Jonathan Koomey). Совместно с сотрудниками Microsoft, Intel и университета Карнеги-Меллона он сделал следующий вывод исходя из информации об энергопотреблении вычислительных систем начиная с ЭВМ ENIAC (1946): 

«Можно утверждать, что объем вычислений на киловатт энергии при статической нагрузке удваивается каждые полтора года». Утверждение, в частности уточняло, что и энергопотребление компьютеров за прошедшие годы также выросло.

Спустя десятилетие после формулировки этого закона выяснилось, что средняя производительность чипа на киловатт энергии теперь удваивается каждые три года. Ситуация поменялась из-за трудностей, связанных с охлаждением чипов (как и было описано выше, с уменьшением размеров транзисторов становится труднее отводить тепло)

Будущее не за горами?

Да, вовсю разрабатываются  технологии охлаждения чипов. Однако об их массовом внедрении пока говорить не приходится. К примеру, разработчики из университета в Нью-Йорке предложили использовать лазерную 3D-печать для нанесения  на кристалл тонкого теплопроводящего слоя, в который входит титан, олово и серебро. Теплопроводность такого материала аж в 7 раз лучше, чем у иных термоинтерфейсов.

Надо отметить, что в своем исследовании физик Ричарда Фейнмана (Richard Feynman)  еще в 1985 году отметил, что показатель энергоэффективности процессоров способен вырасти в 100 млрд раз. Однако по состоянию на 2019 год это значение не увеличилось и в 100 тысяч раз.  Мы привыкли к высоким темпам роста вычислительных мощностей, инженеры ищут способы продлить действие закона Мура и преодолеть трудности, продиктованные законами Куми и Деннарда. Решением могут стать замена основных конструктивных элементов на кардинально новые. 

Поделиться:

Оставьте свой комментарий!

• Комментарий в ВКонтакте

Tags:

• intel
• закон
• процессор

Добавить комментарий

Конец эпохи закона Мура и как это может повлиять на будущее информационных технологий / Хабр

О том, что собой представляет так называемый Закон Мура на Geektimes, наверное, рассказывать в подробностях не стоит — все мы знаем о нем, хотя бы и приблизительно. Если вспомнить кратко, то этот закон — эмпирическое наблюдение, которое сделано Гордоном Муром. Формулировок самого закона было несколько, но современная гласит, что количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца. Чуть позже появилась разновидность закона, где фигурирует не два года, а 18 месяцев. Это связано уже не с Муром, а с Давидом Хаусом из Intel. По его мнению, производительность процессоров должна удваиваться каждые 18 месяцев из-за одновременного роста как количества транзисторов, так и быстродействия каждого из них.

Со времени формулировки закона разработчики электронных элементов стараются шагать в ногу с установленными временными рамками. Вообще говоря, для 1965 года закон был чем-то необычным, его даже можно назвать радикальным. Тогда «мини ЭВМ» все еще не были очень уж маленькими, занимая в помещении объем обычного рабочего стола, а то и больший. В то время сложно было представить, что компьютеры со временем могут даже стать частью холодильника, стиральной машины или другой бытовой техники. Большинство людей никогда не видели компьютер, а те, кто видели, почти никогда с ними не работали. Ну а те, кто работали, использовали перфокарты и другие не слишком удобные инструменты взаимодействия с ЭВМ, которые, в свою очередь, работали для решения достаточно узкого круга задач.

Над идеей Мура после того, как о ней стало известно, начали даже подшучивать в журналах. Например, в одном из них разместили вот такую вот карикатуру:

Тогда было сложно представить, что вскоре даже такие компьютеры вовсе не будут считаться маленькими. Иллюстрацию, кстати, видел Мур, и она его очень удивила своей оригинальностью. Насколько можно судить, художник пытался передать несколько скептический настрой в отношении идеи постоянного уменьшения размеров ПК. Но через 25 лет эта иллюстрация стала вполне себе обыденной реальностью.

Влияние Закона Мура

Как уже говорилось выше, существует несколько вариаций Закона Мура, речь не идет только лишь о постоянном увеличении числа транзисторов в чипе. Одно из последствий идеи Мура — попытка выяснить, насколько быстро будут работать все уменьшающиеся по размеру транзисторы. Также ученые и специалисты по информационным технологиям, используя идею Мура, пытались и пытаются предзаказать, насколько быстро будет расти объем ОЗУ, основной памяти, насколько производительными будут чипы и т. п.

Но главное — не в том, какая из версий Закона Мура более любопытна/полезна, а в том, какое влияние основная идея оказала на наш мир. Здесь можно выделить три основные формы влияния. Это соперничество разработчиков, прогнозирвание и изменение архитектуры вычислительных систем.

Соперничество

Закон Мура можно использовать для того, чтобы выяснить, сколько информации можно хранить в объеме одного чипа. Этот закон, кстати, вполе можно отнести к RAM. На заре компьютерной техники, вернее, ПК, компьютерный чип мог хранить . Сами чипы стали называть RAM (Random Access Memory). Чипы с 16К стали выпускать многие. Затем, в полном соответствии с законом Мура или даже быстрее, появились чипы с 64 К. Инженеры, которые разрабатывали эти чипы, знали о Законе и старались ему соответствовать. Таким образом, с самого начала наладился особенный, безостановочный цикл производства, когда инженеры, выпуская один чип, уже заканчивали работать над его следующим поколением. Такая ситуация наблюдается и сейчас. Все знают о правилах и игры, и все в ней участвуют.

Прогнозирование

Зная о тенденции увеличения числа транзисторов в объеме чипа (а формула изначально была достаточно четкой) инженеры любой из компаний, выпускающих электронные компоненты, могли примерно представить себе, когда какое поколение чипов выйдет. И это был довольно точный прогноз. Также можно было себе представить, в каком году и с какой производительностью будет работать процессор.

Инженеры на предприятиях стали составлять производственные планы, ориентируясь, в основном, на Закон Мура. Продавцы компьютерной техники хорошо представляли себе, когда какое поколение машин должно уйти с рынка, и когда какое должно появиться.

Закон Мура, можно сказать, наладил производственный процесс выпуска электронных компонентов и систем. Сюрпризов в этом плане не было, да и быть не могло, ведь все работали примерно с одинаковой скоростью, не пытаясь обогнать или отстать от временных рамок, заданных Муром. Все было превосходно предсказуемым.

Архитектура ПК и элементов

Все тот же Закон Мура позволил инженерам разработать дизайн чипов, который стал на долгое время эталоном. Речь идет об Intel 4004 и его последующих инкарнациях. Была разработана специализированная архитектура, которая получила название архитектура фон Неймана.

В марте 1945 года принципы логической архитектуры были оформлены в документе, который назывался «Первый проект отчёта о EDVAC» — отчет для Баллистической Лаборатории Армии США, на чьи деньги осуществлялась постройка ЭНИАКа и разработка EDVACа. Отчет, поскольку он являлся всего лишь наброском, не предназначался для публикации, а только для распространения внутри группы, однако Герман Голдстайн — куратор проекта со стороны Армии США — размножил эту научную работу и разослал её широкому кругу ученых для ознакомления. Так как на первой странице документа стояло только имя фон Неймана[1], у читавших документ сложилось ложное впечатление, что автором всех идей, изложенных в работе, является именно он. Документ давал достаточно информации для того, чтобы читавшие его могли построить свои компьютеры, подобные EDVACу на тех же принципах и с той же архитектурой, которая в результате стала называться «архитектурой фон Неймана».

После завершения Второй Мировой войны и окончания работ над ЭНИАКом в феврале 1946 года команда инженеров и ученых распалась, Джон Мокли, Джон Экерт решили обратиться в бизнес и создавать компьютеры на коммерческой основе. Фон Нейман, Голдстайн и Бёркс перешли в Институт перспективных исследований, где решили создать свой компьютер «IAS-машина», подобный EDVACу, и использовать его для научно-исследовательской работы. В июне 1946 года они[2][3] изложили свои принципы построения вычислительных машин в ставшей классической статье «Предварительное рассмотрение логической конструкции электронно-вычислительного устройства». С тех пор прошло более полувека, но выдвинутые в ней положения сохраняют свою актуальность и сегодня. В статье убедительно обосновывается использование двоичной системы для представления чисел, а ведь ранее все вычислительные машины хранили обрабатываемые числа в десятичном виде. Авторы продемонстрировали преимущества двоичной системы для технической реализации, удобство и простоту выполнения в ней арифметических и логических операций. В дальнейшем ЭВМ стали обрабатывать и нечисловые виды информации — текстовую, графическую, звуковую и другие, но двоичное кодирование данных по-прежнему составляет информационную основу любого современного компьютера.

Все основы, которые были заложены несколько десятков лет назад и стали основой. В дальнейшем почти все оставалось неизменным, разработчики лишь старались сделать компьютеры все более производительными.

Стоит помнить, что в основе всего лежит Закон Мура. Все его инкарнации служили поддержкой базовой модели развития компьютерной техники, и уже мало что могло привести к разрыву этого цикла. И чем активнее шло развитие компьютерной техники, тем глубже, можно сказать, увязали в законе разработчики этих систем. Ведь создание иной архитектуры ЭВМ занимает годы и годы, и мало кто из компаний мог себе позволить эту роскошь — поиск альтернативных путей развития компьютерной техники. Научно-исследовательские организации вроде МИТ проводили храбрые эксперименты вроде Lisp Machine и Connection Machine, здесь же можно упомянуть и один из японских проектов. Но все это закончилось ничем, в ходу осталась архитектура фон Неймана.

Работа инженеров и программистов теперь заключалась в оптимизации работы своих программ и «железа», с тем, чтобы каждый квадратный миллиметр чипов работал все более эффективно. Разработчики соревновались в кэшировании все больших объемов данных. Также различные производители электронных компонентов старались (и стараются до сих пор) разместить как можно большее количество ядре в рамках одного процессора. Как бы там ни было, вся работа сосредоточилась на ограниченном количестве процессорных архитектур. Это X86, ARM и PowerPC. Тридцать лет назад их было гораздо больше.

X86 используются преимущественно на десктопах, ноутбуках и облачных серверах. ARM процессоры работают на телефонах и планшетах. Ну а PowerPC в большинстве случаев используются в автомобильной индустрии.

Интересным исключением из жестких правил игры, установленных Законом Мура, можно назвать GPU. Их разрабатывали для того, чтобы с высокой степенью эффективности обрабатывать графическую информацию, поэтому их архитектура отличается от процессорной (еще бы). Но для того, чтобы справляться со своей задачей, GPU пришлось дорабатывать независимо от эволюции процессоров. Архитектуру видеокарт оптимизировали для обработки большого количества данных, необходимых для прорисовки изображения на экране. Поэтому здесь инженеры разработали иной тип чипов, который не заменил существующие процессоры, а дополнил их возможности.

Когда закон Мура перестанет работать?

В обычном смысле он уже перестал работать, в том классическом понимании, о котором шла речь выше. Об этом свидетельствуют различные источники, включая, например, этот. Сейчас гонка еще продолжается. Например, в том же выпущенном 1971 году первом коммерческом 5-х битном процессоре Intel 4004 было 2300 транзисторов. Через 45 лет, в 2016 году, компания Intel представила 24-ядерный процессор Xeon Broadwell-WS с 5,7 млрд транзисторов. Этот процессор выпускается по 14 нм технологии. IBM не так давно анонсировала 7 нм процессор с 20 млрд транзисторов, а затем и 5 нм процессор с 30 млрд транзисторов.

Но 5 нм — это слой толщиной всего в 20 атомов. Здесь уже инженерия подступает вплотную к техническому пределу дальнейшего совершенствования техпроцесса. Кроме того, плотность размещения транзисторов в современных процессоров очень велика. На квадратный миллиметр — 5 или даже 10 миллиардов транзисторов. Скорость передачи сигнала в транзисторе очень высока и меет большое значение. Частота ядра работы современных наиболее быстрых процессоров составляет 8.76 ГГц. Дальнейшее ускорение тоже хотя и возможно, но является технической проблемой, причем очень и очень большой. Именно поэтому инженеры предпочли создавать мультиядерные процессоры, а не продолжать наращивать частоту работы одного ядра.

Это позволило сохранить темпы увеличения количества операций за секунду, предусмотренных законом Мура. Но все же сама мультиядерность это некоторое отступление от закона. Тем не менее, ряд специалистов считает, что не имеет значения, каким образом мы пытаемся «успеть», главное, что темпы развития технологий, в частности, компьютерной техники, более-менее соответствуют закону Мура.

Ниже показан график, построенный Стивом Джурветсоном, сооснователем компании Draper Fisher Jurvetson. Он утверждает, что это дополненный график, ранее представленный Рэем Курцвейлом.

На этом графике показана относительная стоимость количества операций на единицу времени (1 секунда). То есть мы можем наглядно видеть, насколько подешевели компьютерные вычисления с течением времени. Причем вычисления становились все более универсальными, если так можно выразиться. В 40-х годах существовали специализированные машины, предназначенные для взлома военных кодов. В 1950-х ЭВМ стали использовать для работы с общими задачами, и эта тенденция сохраняется до сих пор.

Интересно то, что на графике последние две позиции — это GPU, GTX 450 и NVIDIA Titan X. Что интересно — в 2010 году на графике не было никаких GPU, лишь мультиядерные процессоры.

В общем, GPU уже здесь, и многие ими довольны. Кроме того, сейчас все популярнее становится такое направление, как глубокое обучение, одно из проявлений нейросетей. Их разработкой занимаются многие компании, большие и маленькие. И GPU идеально подходят для нейросетей.

К чему все это? Дело в том, что общий рост количества вычислений пока сохраняется, да, но вот методы и оборудование меняются.

Что все это значит?

Сейчас меняется сама форма компьютерных вычислений. Архитекторам вскоре не нужно будет думать о том, что еще предпринять, чтобы успеть за законом Мура. Сейчас постепенно внедряются новые идеи, которые позволят достичь высот, недоступных обычным компьютерным системам с традиционной архитектурой. Возможно, в скором будущем скорость вычислений будет иметь не такое и большое значение, улучшить производительность систем можно будет иначе.

Самообучающиеся системы

Сейчас многие нейросети зависят от GPU. Для них создаются системы со специализированной архитектурой. Например, корпорация Google разработала собственные чипы, которые получили название TensorFlow Units (илиTPUs). Они позволяют сохранять вычислительные мощности за счет эффективности производимых вычислений. Корпорация Google использует эти чипы в своих дата-центрах, на их основе работают многие облачные сервисы компании. В результате эффективность работы систем выше, а потребление энергии — ниже.

Специализированные чипы

В обычных мобильных устройствах сейчас работают ARM-процессоры, которые являются специализированными. Эти процессоры обрабатывают информацию, поступающую с камер, оптимизируют обработку речи, в режиме реального времени работают с распознаванием лиц. Специализация во всем — вот, что ожидает электронику.

Специализированная архитектура

Да, свет клином не сошелся на архитектуре фон Неймана, сейчас разрабатываются системы с разной архитектурой, предназначенной для выполнения разных задач. Эта тенденция не только сохраняется, но даже ускоряется.

Безопасность компьютерных систем

Киберпреступники становятся все более умелыми, при взломе некоторых систем сейчас можно получить миллионы, десятки миллионов долларов. Но в большинстве случаев взломать систему можно из-за программных или аппаратных ошибок. Подавляющее количество приемов, используемых взломщиками, работают на системах с архитектурой фон Неймана, но они не будут работать с другими системами.

Квантовые системы

Так называемые квантовые компьютеры — экспериментальная технология, которая, кроме всего прочего, является еще и очень дорогой. Здесь используются криогенные элементы, плюс много всего другого, чего нет в обычных системах. Квантовые компьютеры абсолютно не похожи на привычные нам ЭВМ, и закон Мура к ним никак не применим. Тем не менее, с их помощью, как считают специалисты, можно радикально повысить производительность некоторых типов вычислений. Возможно, именно закон Мура привел к тому, что ученые и инженеры начали искать новые способы повышения эффективности вычислений, и нашли их.

В качестве послесловия

Скорее всего уже через 5-10 лет мы увидим абсолютно новые системы вычислений, речь сейчас о полупроводниковой технике. Эти системы будут опережать наши самые смелые планы и развиваться очень быстрыми темпами. Скорее всего, специалисты, стремясь обойти закон Мура, создадут новые технологии разработки чипов, которые, если бы о них нам рассказали сейчас, показались бы нам магией. Что сказали бы люди, жившие 50 лет назад, если бы им дали современный смартфон? Мало кто понял бы, как все работает. Так и в нашем случае.

Что такое закон Мура и верен ли он до сих пор?

Что такое закон Мура?

Закон Мура гласит , что количество транзисторов на микрочипе удваивается каждые два года. Закон утверждает, что мы можем ожидать, что скорость и возможности наших компьютеров будут увеличиваться каждые два года из-за этого, но мы будем платить за них меньше. Другой принцип закона Мура утверждает, что этот рост является экспоненциальным. Закон приписывают Гордону Муру, соучредителю и бывшему генеральному директору Intel.

Key Takeaways

• Закон Мура гласит, что количество транзисторов в микрочипе удваивается примерно каждые два года, хотя стоимость компьютеров уменьшается вдвое.
• В 1965 году Гордон Э. Мур, один из основателей Intel, сделал это наблюдение, которое стало известно как закон Мура.
• Другой принцип закона Мура гласит, что рост числа микропроцессоров экспоненциальный.

Смотреть сейчас: Что такое закон Мура?

Понимание закона Мура

В 1965, Гордон Э. Мур, соучредитель Intel (INTC), постулировал, что количество транзисторов, которые можно разместить на данной единице пространства, будет удваиваться примерно каждые два года.

Гордон Мур не называл свое наблюдение «законом Мура» и не собирался создавать «закон». Мур сделал это заявление, отметив новые тенденции в производстве микросхем в Fairchild Semiconductor. В конце концов, проницательность Мура превратилась в предсказание, которое, в свою очередь, стало золотым правилом, известным как закон Мура.

В течение десятилетий, последовавших за первоначальным наблюдением Гордона Мура, закон Мура руководил полупроводниковой промышленностью при долгосрочном планировании и постановке целей для исследований и разработок (НИОКР). Закон Мура был движущей силой технологических и социальных изменений, производительности и экономического роста, которые являются отличительными чертами конца 20-го и начала 21-го веков.

Закон Мура подразумевает, что компьютеры, машины, работающие на компьютерах, и вычислительная мощность со временем становятся меньше, быстрее и дешевле, поскольку транзисторы на интегральных схемах становятся более эффективными.

Почти 60 лет и все еще сильный

Спустя более 50 лет мы во многих отношениях ощущаем непреходящее влияние и преимущества закона Мура.

Вычислительная техника

По мере того, как транзисторы в интегральных схемах становятся более эффективными, компьютеры становятся меньше и быстрее. Чипы и транзисторы — это микроскопические структуры, содержащие молекулы углерода и кремния, которые идеально выровнены для более быстрого перемещения электричества по цепи. Чем быстрее микрочип обрабатывает электрические сигналы, тем эффективнее становится компьютер. Стоимость более мощных компьютеров ежегодно снижается, отчасти из-за более низкой стоимости рабочей силы и снижения цен на полупроводники.

Электроника

Практически каждый аспект высокотехнологичного общества извлекает выгоду из закона Мура в действии. Мобильные устройства, такие как смартфоны и компьютерные планшеты, не будут работать без крошечных процессоров; как и видеоигры, электронные таблицы, точные прогнозы погоды и системы глобального позиционирования (GPS).

Пособие для всех секторов

Более того, более компактные и более быстрые компьютеры улучшают транспорт, здравоохранение, образование и производство энергии — и это лишь некоторые из отраслей, которые развивались благодаря возросшей мощности компьютерных чипов.

Неизбежный конец закона Мура

Эксперты сходятся во мнении, что компьютеры должны достичь физических пределов закона Мура в какой-то момент в 2020-х годах. Высокие температуры транзисторов в конечном итоге сделают невозможным создание схем меньшего размера. Это связано с тем, что для охлаждения транзисторов требуется больше энергии, чем количество энергии, которое уже проходит через транзисторы. В интервью 2005 года сам Мур признал , что «… тот факт, что материалы состоят из атомов, является фундаментальным ограничением, и это не так уж далеко… Мы наталкиваемся на некоторые довольно фундаментальные ограничения, поэтому в один из дней мы нам придется перестать делать вещи меньше».

Создать невозможное?

Тот факт, что закон Мура, возможно, приближается к своей естественной смерти, возможно, наиболее болезненно проявляется у самих производителей чипов; поскольку эти компании обременены задачей создания все более мощных чипов вопреки реальным физическим трудностям. Даже Intel конкурирует сама с собой и со своей отраслью, чтобы создать то, что в конечном итоге может оказаться невозможным.

В 2012 году Intel со своим 22-нанометровым процессором смогла похвастаться самыми маленькими и самыми передовыми транзисторами в мире в серийном продукте. В 2014 году Intel выпустила еще более компактный и мощный 14-нм чип; и сегодня компания изо всех сил пытается вывести на рынок свой 7-нм чип.

Для сравнения, один нанометр равен одной миллиардной части метра, что меньше длины волны видимого света. Диаметр атома колеблется примерно от 0,1 до 0,5 нанометров.

Особые указания

Видение бесконечно расширенного и взаимосвязанного будущего несет в себе как проблемы, так и преимущества. Уменьшающиеся транзисторы уже более полувека способствуют прогрессу в вычислительной технике, но вскоре инженеры и ученые должны будут найти другие способы сделать компьютеры более функциональными. Вместо физических процессов приложения и программное обеспечение могут помочь повысить скорость и эффективность компьютеров. Облачные вычисления, беспроводная связь, Интернет вещей (IoT) и квантовая физика — все это может сыграть свою роль в будущем инноваций в области компьютерных технологий.

Несмотря на растущую озабоченность по поводу конфиденциальности и безопасности, преимущества постоянно совершенствующихся вычислительных технологий могут помочь нам сохранить здоровье, безопасность и продуктивность в долгосрочной перспективе.

Что такое закон Мура?

В 1965 году Гордон Мур предположил, что примерно каждые два года количество транзисторов в микросхемах будет удваиваться. Это явление, обычно называемое законом Мура, предполагает, что вычислительный прогресс со временем станет значительно быстрее, меньше и эффективнее. Широко известный как одна из отличительных теорий 21-го века, закон Мура имеет важные последствия для будущего технического прогресса — наряду с его возможными ограничениями.

Как закон Мура повлиял на вычислительную технику?

Закон Мура оказал непосредственное влияние на развитие вычислительной мощности. В частности, это означает, что транзисторы в интегральных схемах стали быстрее. Транзисторы проводят электричество, содержащее молекулы углерода и кремния, которые ускоряют передачу электричества по цепи. Чем быстрее интегральная схема проводит электричество, тем быстрее работает компьютер.

Закон Мура подходит к концу?

По мнению экспертов, действие закона Мура закончится где-то в 2020-х годах. Это означает, что компьютеры, по прогнозам, достигнут своих пределов, потому что транзисторы не смогут работать в меньших схемах при все более высоких температурах. Это связано с тем, что для охлаждения транзисторов потребуется больше энергии, чем энергия, проходящая через сам транзистор.

Мура недостаточно: ​4 новых закона вычислений

Dragon никогда не перепродавался — странная судьба одной из наиболее исторически значимых NFT. Новые NFT, такие как
«Слияние», произведение цифрового искусства, проданное за эквивалент 9 долларов.2 миллиона, оставив Dragon позади, поскольку рынок NFT подскочил до рекордных продаж, составив примерно 18 миллиардов долларов в 2021 году. Может, мир просто перешел к более новым блокчейн-проектам? Или это судьба, которая ожидает все NFT?

Блокчейны, смарт-контракты и кошачьи гены

Чтобы понять медленную смерть
CryptoKitties , вы должны начать с самого начала. Технология блокчейн
возможно, началось с статьи 1982 года ученого-компьютерщика Дэвида Чаума, но оно привлекло всеобщее внимание благодаря успеху Биткойн, криптовалюты, созданной анонимным лицом или людьми, известными как Сатоши Накамото. По своей сути блокчейн — это простая книга транзакций, размещенных одна за другой, — мало чем отличающаяся от очень длинной электронной таблицы Excel.

Сложность заключается в том, как блокчейны обеспечивают стабильность и безопасность реестра без центрального органа; детали того, как это делается, различаются в зависимости от блокчейна. Биткойн, хотя и популярен как актив и полезен для денежных транзакций, имеет ограниченную поддержку для чего-либо еще. Новые альтернативы, такие как
Эфириум приобрел популярность, поскольку позволяет создавать сложные «умные контракты» — исполняемый код, хранящийся в блокчейне.

«До
CryptoKitties , если бы вы сказали «блокчейн», все бы предположили, что вы говорите о криптовалюте», — Брайс Блэдон.

CryptoKitties был одним из первых проектов, использующих смарт-контракты путем присоединения кода к конструкциям данных, называемым токенами, в блокчейне Ethereum. Каждый фрагмент игрового кода (называемый «геном») описывает атрибуты цифрового кота. Игроки покупают, собирают, продают и даже разводят новых кошек. Так же, как отдельные токены Ethereum и биткойны, код кота также гарантирует, что токен, представляющий каждого кота, уникален, и именно здесь появляется невзаимозаменяемый токен, или NFT. Взаимозаменяемый товар, по определению, может быть заменен товаром. идентичный предмет — один биткойн так же хорош, как и любой другой биткойн. NFT, напротив, имеет уникальный код, который не применяется ни к какому другому NFT.

Есть еще одна последняя часть головоломки блокчейна, которую вам нужно понять: «газ». Некоторые блокчейны, в том числе Ethereum, взимают плату за вычислительную работу, которую сеть должна выполнить для проверки транзакции. Это создает препятствие для перегрузки сети блокчейна. Высокий спрос означает высокие комиссии, побуждающие пользователей дважды подумать, прежде чем совершать транзакцию. В результате снижение спроса защищает сеть от перегрузки, а время транзакций не становится чрезмерно долгим. Но это может быть слабостью, когда игра NFT становится вирусной.

Взлет и падение CryptoKitties

Запущен 28 ноября 2017 года после пятидневного закрытого бета-тестирования.
Популярность CryptoKitties взлетела благодаря заманчивому слогану:
первая в мире игра Ethereum.

«Как только он был запущен, он сразу же стал вирусным», — говорит
Брайс Блэдон, один из основателей команды, создавшей CryptoKitties . «Это было невероятно сбивающее с толку время».

Объем продаж вырос с 1500 невзаимозаменяемых кошек в день запуска до более 52 000 10 декабря 2017 года, согласно nonfungible.com, при этом многие CryptoKitties продаются по цене в сотни или тысячи долларов. Ценность кошек, сгенерированных алгоритмами в игре, получила освещение в сотнях публикаций.

Что такое CryptoKitty?

Каждый CryptoKitty — это токен, набор данных в блокчейне Ethereum. В отличие от криптовалют Ethereum и Bitcoin, эти токены не взаимозаменяемы; то есть они не взаимозаменяемы.

Уникальный идентификатор	Удостоверение личности матери, удостоверение личности отца	Гены
Уникальный идентификатор делает CryptoKitty невзаимозаменяемым токеном.	Жетон содержит родословную котенка и другие данные.	Гены котенка определяют его уникальный внешний вид.

Dapper Labs

Более того, игра, возможно, способствовала успеху Ethereum, блокчейна, используемого в игре.
Эфириум взлетел как ракета в тандеме с выпуском CryptoKitties , поднявшись с чуть менее 300 долларов за токен в начале ноября 2017 года до чуть более 1360 долларов в январе 2018 года.

Рост Ethereum продолжился с запуском
десятки новых блокчейн-игр, основанных на криптовалюте, до конца 2017 и 2018 гг. Ethermon , Ethercraft , Ether Goo , CryptoCountries , CryptoCelebrities и CryptoCities являются одними из наиболее известных примеров. Некоторые прибыли в течение нескольких недель после CryptoKitties .

Это был прорыв, которого ждали поклонники Ethereum. Тем не менее, что стало бы зловещим признаком для здоровья блокчейн-игр,
CryptoKitties споткнулись, когда Ethereum рванул вверх.

Ежедневные продажи достигли пика в начале декабря 2017 года, затем снизились в январе и к марту составили в среднем менее 3000 штук. Стоимость самих NFT снижалась медленнее, а это признак того, что у игры была база преданных поклонников, таких как Рабоно, которые купили Dragon задолго до пика игры. Их активность установила рекорды стоимости NFT до 2018 года. Это позволило сохранить игру в новостях, но не привлекло новых игроков.

Сегодня,
CryptoKitties повезло совершить 100 продаж в день, а общая стоимость часто составляет менее 10 000 долларов. Крупные сделки, такие как продажа
Основатель Cat # 71 за 60 эфиров (примерно 170 000 долларов США) 30 апреля 2022 года все еще происходит, но только раз в несколько месяцев. Большинство невзаимозаменяемых меховых младенцев продаются за крошечные доли 1 эфира, что в июле 2022 года стоит всего несколько десятков долларов.

CryptoKitties ’ погружение в безвестность вряд ли будет отменено. Dapper Labs, которой принадлежит CryptoKitties перешел к таким проектам, как NBA Top Shot, платформе, которая позволяет фанатам баскетбола покупать «моменты» NFT — по сути, видеоклипы — из игр NBA. Dapper Labs не ответила на запросы об интервью о CryptoKitties . Блэйдон покинул Dapper в 2019 году.

Что пошло не так?

Один ключ к кончине игры можно найти в последнем посте на
игровой блог (4 июня 2021 г.), посвященный разведению 2-миллионного CryptoKitty. Разведение, основная механика игры, позволяет владельцам объединять свои существующие NFT для создания алгоритмически сгенерированного потомства. Это придавало NFT неотъемлемую ценность в игровой экосистеме. Каждый NFT мог генерировать больше NFT, которые игроки могли затем перепродавать с прибылью. Но этот игровой механизм также насытил рынок. Сяофань Лю, доцент кафедры СМИ и коммуникаций Городского университета Гонконга, соавтор статьи о CryptoKitties ’ взлеты и падения, видит в этом недостаток, который игра никогда не сможет преодолеть.

«Цена котенка зависит в первую очередь от редкости, а это зависит от генетической стороны. И второе измерение — это количество котят на рынке», — говорит Лю. «Чем больше людей, тем больше котят».

Больше игроков означало больший спрос, но это также означало больше возможностей для создания предложения за счет разведения новых кошек. Это быстро уменьшило редкость каждого NFT.

Блэдон согласен с этой оценкой механизма размножения. «Я думаю, что критика справедлива», — говорит он, объясняя, что она должна была вызвать чувство открытия и волнения. Он также надеялся, что это побудит игроков удерживать NFT, а не сразу продавать их, поскольку разведение теоретически обеспечивает непреходящую ценность.

Огромный объем
CryptoKitties вызвал другую, более неотложную проблему: он функционально сломал блокчейн Ethereum, который является второй по величине криптовалютой в мире по рыночной капитализации (после Биткойна). Как объяснялось ранее, Ethereum использует комиссию, называемую газом, для оценки стоимости транзакций. Любой всплеск транзакций — покупка, создание и т. д. — вызовет всплеск платы за газ, и это именно то, что произошло, когда CryptoKitties отправились на Луну.

«Все, что символизировало
CryptoKitties — успех был обманут. Все, что не было видно сразу, в основном игнорировалось», — Брайс Блэдон.

«Игроки, которые хотели купить
CryptoKitties несли высокие сборы за газ».
Об этом заявил в интервью Михай Викол, рыночный аналитик Newzoo. «Эти сборы за газ составляли от 100 до 200 долларов за транзакцию. Вы должны были заплатить цену CryptoKitty плюс плата за газ. Это серьезная проблема».

Высокие гонорары были проблемой не только для
КриптоКотики . Это была проблема для всего блокчейна. Любой, кто по какой-либо причине хотел совершать транзакции в Ethereum, должен был платить больше за газ, поскольку игра становилась все более успешной.

Эта динамика остается проблемой для Ethereum и сегодня. 30 апреля 2022 г., когда Yuga Labs
выпустила Otherdeeds — NFT, которые обещают владельцам недвижимость в метавселенной — она подняла плату за газ Ethereum в стратосферу. Средняя цена на газ ненадолго превысила эквивалент 450 долларов по сравнению с примерно 50 долларами накануне.

Несмотря на то что
CryptoKitties ’ требования к сети снизились, когда игроки ушли, газ, вероятно, станет последним гвоздем в гроб игры. Средняя цена CryptoKitty за последние три месяца составляет около 0,04 эфира, или от 40 до 50 долларов, что часто меньше газа, необходимого для завершения транзакции. Даже те, кто хочет случайно владеть и разводить недорогих CryptoKitties для развлечения, не могут сделать это, не потратив сотни долларов.

Блокчейн-игры: два шага вперед, один шаг назад

Взлет и падение
CryptoKitties был драматичным, но дал его преемникам — которых сотни — возможность учиться на своих ошибках и преодолевать их. Многие не усвоили уроки: современные игровые хиты с блокчейном, такие как
Axie Infinity и BinaryX имели аналогичный первоначальный всплеск цены и активности, за которым последовала длинная нисходящая спираль.

«Все, что символизировало
CryptoKitties — успех был обманут. Все, что не было сразу видно, в основном игнорировалось», — говорит Блэдон. А оказывается многие из CryptoKitties ’ трудности не были видны публике. «Дело в том, что проект CryptoKitties действительно споткнулся. У нас было много отключений. Нам приходилось иметь дело со многими людьми, которые никогда раньше не использовали блокчейн. У нас была ошибка, которая привела к утечке эфира на десятки тысяч долларов». Подобные проблемы преследовали более поздние проекты NFT, часто в гораздо большем масштабе.

Лю не уверен, как игры с блокчейном могут решить эту проблему. «Короткий ответ: я не знаю», — говорит он. «Длинный ответ заключается в том, что это проблема не только игр с блокчейном».

World of Warcraft , например, большую часть жизни игры сталкивался с безудержной инфляцией. Это вызвано постоянным притоком золота от игроков и постоянно растущей стоимостью новых предметов, вводимых дополнениями. Постоянная потребность в новых игроках и предметах связана с другой ключевой проблемой современных игр с блокчейном: зачастую они слишком просты.

«Я думаю, что самая большая проблема блокчейн-игр сейчас заключается в том, что они неинтересны, а если они неинтересны, люди не хотят вкладывать деньги в саму игру», — говорит Викол из Newzoo. «Каждый, кто тратит деньги, хочет выйти из игры с большим количеством денег, чем они потратили».

Это, возможно, нереальное желание становится невыполнимым, как только начинается нисходящая спираль. Игроки, не чувствуя никакой другой привязанности к игре, кроме роста инвестиций, быстро убегают и не возвращаются.

В то время как некоторые игры с блокчейном, по-видимому, игнорировали опасности
CryptoKitties ’ быстрый рост и долгое падение, другие узнали из нагрузки, которую он оказал на сеть Ethereum. В большинстве игр с блокчейном теперь используется сайдчейн, блокчейн, который существует независимо, но соединяется с другим, более заметным «родительским» блокчейном. Цепочки соединены мостом, который облегчает передачу токенов между каждой цепочкой. Это предотвращает рост комиссий на основном блокчейне, поскольку вся игровая активность происходит на сайдчейне.

Тем не менее, даже эта новая стратегия сопряжена с проблемами, потому что боковые цепи оказываются менее безопасными, чем родительский блокчейн. Атака на Ronin, сайдчейн, используемый
Акси Бесконечность ,
пусть хакеры сойдут с рук с суммой, эквивалентной 600 миллионам долларов. Polygon, еще один сайдчейн, часто используемый играми с блокчейном, должен был исправить эксплойт, который поставил под угрозу 850 миллионов долларов, и выплатить награду за ошибку в размере 2 миллионов долларов хакеру, обнаружившему проблему. Игроки, владеющие NFT в сайдчейне, теперь с осторожностью следят за его безопасностью.

Помните дракона

Криптовалютный кошелек, в котором находится котенок Дракон стоимостью почти миллион долларов, теперь содержит эфир едва на 30 долларов и не торговал NFT в течение многих лет. Кошельки анонимны, поэтому вполне возможно, что человек, стоящий за кошельком, перешел на другой. Тем не менее, трудно не рассматривать бездействие кошелька как признак того, что для Rabono веселье длилось недолго.

Неважно, взлетят ли игры на блокчейне и NFT до небес или упадут до нуля, Bladon по-прежнему гордится тем, что
CryptoKitties выполнено, и мы надеемся, что это подтолкнуло индустрию блокчейнов в более доступном направлении.

«До
CryptoKitties , если бы вы сказали «блокчейн», все бы предположили, что вы говорите о криптовалюте», — говорит Блэдон. «Больше всего я горжусь тем, что это было что-то действительно новое. Были настоящие технические инновации и, казалось бы, реальное влияние на культуру».

Эта статья была исправлена ​​11 августа 2022 года, чтобы указать правильную дату ухода Брайса Бладона из Dapper Labs.

Эта статья появилась в печатном выпуске за сентябрь 2022 года под названием «Впечатляющий крах CryptoKitties».

Что такое закон Мура и вдохновил ли он компьютерный век?

Рэйчел Джонс |
22 марта 2020 г.

За последние полвека и особенно за последнее десятилетие компьютеры дали нам возможность действовать и взаимодействовать все быстрее и без трения. Рассмотрим теперь вездесущий смартфон, внутреннему процессору которого требуется всего миллисекунда, чтобы преобразовать движение пальца или большого пальца в визуальное изменение на экране. У этой скорости есть как преимущества (в 2020 году есть виртуальная библиотека информации в Интернете), так и недостатки (ваша оплошность может стать вирусной за считанные секунды).

Что сделало смартфон — и остальную часть нашей разворачивающейся цифровой трансформации — возможными? Многие указывают на предсказание, сделанное в апреле 1965 года, опубликованное в тогда еще мало читаемой статье в конце журнала Electronics . Статья, написанная молодым химиком по имени Гордон Мур, описывает в технических терминах, как быстро могут развиваться технологии, лежащие в основе компьютерных чипов, и, как следствие, проникать в нашу жизнь. Прошло 55 лет с момента публикации статьи, и стоит пересмотреть ее первоначальное предсказание, теперь известное как закон Мура.

Если вы сегодня спросите людей, что такое закон Мура, они часто скажут, что он предсказывает, что каждые 18 месяцев инженеры смогут придумывать способы удвоить количество транзисторов, которые они могут втиснуть в крошечный компьютерный чип, тем самым удвоив его вычислительная мощность. Любопытный аспект закона заключается в том, что это не то, что на самом деле говорил Мур, но он предсказал последовательное улучшение технологии обработки. Более того, мир, который он предвидел, действительно обрел форму, поскольку его собственная работа в качестве основателя производителя микросхем Intel создала большую часть импульса, необходимого для превращения его «закона» в самосбывающееся пророчество.

Поначалу у Мура было мало идей об изменении мира. В раннем возрасте он обнаружил в себе любовь к химии, и хотя его не пустили в школу из-за неразборчивого стиля речи, он преуспел в практической деятельности, делая бомбы и ракеты в домашней лаборатории. Он продолжал изучать химию в Калифорнийском университете в Беркли под руководством двух нобелевских лауреатов и получил степень доктора философии. в Калифорнийском технологическом институте в 1954 году.

Карьерный путь Мура совпал с появлением транзистора, устройства из полупроводникового материала, которое может регулировать потоки электрического тока и действовать как переключатель или вентиль для электронных сигналов. Еще в 19В 20-х годах физики предложили делать транзисторы как способ улучшить ненадежные, энергоемкие электронные лампы, которые помогали усиливать сигналы на телефонных линиях и которые будут тысячами использоваться в таких компьютерах, как ENIAC и Colossus. В 1939 году Уильям Шокли, молодой исследователь из Bell Labs, возродил идею транзистора и попытался изготовить устройство; несмотря на несколько неудач, он продолжил работу, и в 1947 году ему и двум его коллегам удалось создать первый в мире работающий транзистор (за что они разделили Нобелевскую премию по физике). В 1953 года британские ученые использовали транзисторы для создания компьютера, и Fortune объявил его «Годом транзистора».

В 1955 году Шокли переехал в Маунтин-Вью, Калифорния, чтобы быть рядом со своей матерью. Он открыл полупроводниковую лабораторию и подобрал к себе горстку молодых ученых, в том числе Мура и его соучредителя Intel Боба Нойса. Запуск спутника Sputnik в 1957 году и эскалация холодной войны вызвали бум внутри бума: Мур и семеро его коллег, включая Нойса, отделились от Шокли в группе, быстро получившей название «Предательская восьмерка», сформировав основополагающую Стартап Fairchild Semiconductor. Они планировали сделать кремниевые транзисторы, которые обещали большую надежность, миниатюризацию и меньшее энергопотребление, столь необходимые для компьютеров, управляющих ракетами и спутниками.

«Наше любопытство было похоже, но не подход. Нойсу нравились летающие вещи. Мне нравились вещи, которые взрывались», — сказал Гордон Мур (слева) с Робертом Нойсом.
Предоставлено Intel Free Press.

Разработка основной производственной технологии была первоочередным приключением, в котором Мур играл центральную роль. В марте 1958 года Fairchild получила заказ от IBM на 100 меза-транзисторов по цене 150 долларов каждый. Мезы, сделанные на 1-дюймовых кремниевых пластинах, были названы так потому, что их профили напоминали плосковершинные мезы юго-запада Америки. В обязанности Мура входило выяснить, как их надежно изготовить, что включало в себя сложный химический балет и значительное количество бережливости и импровизации. Не имея возможности купить подходящие печи, Мур полагался на навыки стеклодува для создания систем обработки газа, собранных на собранных вместе кухонных шкафах цвета морской волны и столешницах из пластика. (Настоящая лабораторная мебель стоила «чертовски дорого», — заметил он.) Решения по доставке также не отличались излишествами: Fairchild отправляла меза-транзисторы в IBM в коробке Brillo из местного продуктового магазина.

Меза-транзистор был успешным, но новый планарный транзистор компании (названный в честь его плоской топографии) изменил правила игры, обеспечив большую стабильность и лучшую производительность. Еще одним ключевым событием стало соединение транзисторов путем создания всех компонентов полной схемы в одном куске кремния, что проложило путь для первых коммерческих интегральных схем или микрочипов. Все хотели миниатюрных схем — препятствием на пути к большей вычислительной мощности была потребность в большем количестве компонентов и взаимосвязей, что увеличивало вероятность отказа. Нойс нашел решение: почему бы не оставить транзисторы вместе на пластине и соединить их там, а затем отделить набор как единое целое? Такие «микрочипы» могут быть меньше, быстрее и дешевле, чем транзисторы, изготовленные по отдельности и впоследствии соединенные друг с другом. Уже в 1959 Мур предположил, что «наборы этих компонентов смогут заменить 90 процентов всех схем» в цифровых компьютерах.

В 1970-х годах, видя прогресс, Мур стал смелее, заявив аудитории, что кремниевая электроника станет «крупной революцией в истории человечества, столь же важной, как и промышленная революция».

Шесть лет спустя, в 1965 году, когда он написал свою ныне известную статью в журнале Electronics — «Втиснуть больше компонентов в интегральные схемы», — до персональных компьютеров оставалось еще десятилетие. Мур, который видел, как количество элементов на чипе увеличилось с одного до восьми и 60, намекнул на то, как интегрированные функции «расширят возможности [электроники] за пределы [его] воображения» и на «большое влияние» изменений. принесет, но видел в своем анализе просто тенденцию в технологии, которая сделает все дешевле. Тем не менее, его анализ был строгим. Удвоение количества компонентов в интегральной схеме каждый год будет неуклонно повышать производительность и снижать стоимость, что, как выразился Мур 10 лет спустя, «расширит возможности использования цифровой электроники в обществе».

По мере того, как химическая печать продолжала развиваться, экономика микрочипов продолжала улучшаться, и эти более сложные чипы могли обеспечить самую дешевую электронику. Таким образом, революция в области электроники может зависеть от существующей кремниевой технологии, а не от какого-то нового изобретения. К 1970 году, утверждал Мур, самый дешевый транзистор будет на микрочипе, в 30 раз более сложном, чем в 1965 году.

вернуться к обработке кремния». В 1975, он рассмотрел свою первоначальную экстраполяцию. Микросхемы, представленные до этого момента, следовали предсказанной им тенденции, но инженеры достигли предела изобретательности схем и устройств. Теперь Мур предложил удваивать примерно каждые два года.

Анализ в Электроника стал известен как Закон Мура. Правильно увидев потенциал экспоненциального роста, Мур преодолел свою личную неприязнь к центру внимания, много путешествуя, чтобы рассказать о своей идее, используя любую возможность, чтобы убедить других. В конце концов, выполнение закона Мура было бы не только техническим, но и социальным, полагаясь на широкое признание: промышленность должна инвестировать в развитие технологии, производители должны встраивать микрочипы в свои продукты, потребители должны покупать и использовать электронные устройства и функции, а исследователям и инженерам нужно было изобретать достижения, чтобы расширить закон Мура.

В 1970-х годах, видя прогресс, Мур стал смелее, заявив аудитории, что кремниевая электроника станет «крупной революцией в истории человечества, столь же важной, как и промышленная революция». Он был настолько уверен в своем видении, что сказал журналисту, что студенты, которые попали в заголовки газет, которых выгнали из университетских городков («дети с длинными волосами и бородами»), не были теми, на кого нужно было смотреть: вместо этого он заявил: «Мы действительно революционеры в современном мире». Перед толпой он указал, что если бы автомобильная промышленность развивалась с той же скоростью, что и кремниевая микроэлектроника, то парковать машину на ночь в центре города было бы дороже, чем покупать новый Rolls Royce. «И, — вспоминал он много лет спустя, — один из зрителей заметил, да, но он будет всего 2 дюйма в длину и полдюйма в высоту; это не очень хорошо для вашей поездки на работу.

Остальное уже история. «На протяжении более трех десятилетий, — отмечалось в газете New York Times в 2003 году, — закон Мура точно предсказывал рост мощности и резкое падение стоимости вычислений. Из-за экспоненциального характера предсказания Мура каждое изменение происходило быстрее и яростнее». Его кривая, поначалу неглубокая (хотя попутно породившая рождение микропроцессора, цифрового калькулятора, персонального компьютера и Интернета), с 2005 года идет почти прямо вверх в стиле «хоккейной клюшки».

Несмотря на изменения, свидетелями которых мы все стали свидетелями, закон Мура по-прежнему неправильно понимают даже в технических кругах. «[В нем] всего 11 слов… но большинству людей удается его исказить», — говорится в одном отчете. Статья Мура 1965 года представляет собой сложный анализ, но многие предпочитают интерпретировать его более расплывчато: «Определение «закона Мура» стало относиться почти ко всему, что связано с полупроводниковой промышленностью, что на полулогарифмической бумаге приближается к прямой линии. — сухо заметил его создатель.

До апреля 2002 года на веб-сайте Intel отмечалось, что «Мур предсказал, что количество транзисторов на интегральную схему будет удваиваться каждые 18 месяцев», хотя Мур указал, что он «никогда не говорил 18 месяцев».

Почему застряли 18 месяцев? Возможно, потому, что прогноз коллеги из Intel в 1975 году привел к совмещению количества транзисторов и удвоения производительности; возможно, потому, что эта временная шкала появилась в влиятельной колонке о технологиях в 1992 году, когда формировалась современная конфигурация Силиконовой долины, — возможно, потому, что эта скорость казалась более точной для полупроводниковой промышленности.

Во время технологического спада в начале 2000-х люди начали рассуждать о смерти закона Мура. Другие предположили, что это исчезнет, ​​потому что люди перестанут зацикливаться на компьютерах, чтобы проводить меньше времени на работе и больше со своими семьями, или потому что одержимость Силиконовой долины этим будет «нездоровой» для бизнес-стратегии. В 2007 году, когда был выпущен смартфон, Мур отметил, что «мы производим больше транзисторов в год, чем количество напечатанных символов во всех газетах, журналах, книгах, фотокопиях и компьютерных распечатках». Но он понимал, что экспоненциальный рост не может продолжаться вечно; он знал физические и финансовые ограничения на уменьшение размера компонентов чипа.

Когда люди в отраслевых кругах описывают закон Мура как «диктат — закон, по которому отрасль живет или умирает», это скорее свидетельствует о силе закона в культуре Силиконовой долины, а не о его фактической предсказательной точности. Как заметил эссеист Илкка Туоми в «Жизни и смерти закона Мура», закон Мура стал «все более и более вводящим в заблуждение предсказателем будущих событий», который люди понимали как нечто большее, похожее на «эмпирическое правило», чем на «детерминистский естественный закон». закон.» На самом деле, предположил Туоми, сама неуловимость закона Мура могла объяснить его популярность. В какой-то степени технические специалисты могли выбирать, как они интерпретируют это изречение в соответствии с потребностями своего бизнеса.