ساخت پردازندههای کوچکتر و سریعتر دیگر به صرفه نیست.
چیزی در حدود ۵۰ سال پیش، گوردون مور از بنیانگذاران شرکت اینتل مقالهای را درخصوص آینده صنعت نیمهرساناها نوشت. بر مبنای این مقاله، هر سال تراشههای جدیدی به بازار عرضه میشوند که تعداد ترانزیستورهای موجود در در واحد سطح آنها، در مقایسه با 2 سال پیش از آن، دوبرابر خواهد شد. این به معنای افزایش سرسامآور سرعت پردازندهها در جهان بود. با تداوم این روند، این نظریه مور به قانون مور تغییر نام داد و معیاری برای پیشبینی چشمانداز این سطح از بازار شد.
با درنظر گرفتن این مقدمه، بدنیست نیمنگاهی به فعالیتهای اخیر یکی از پیشتازان صنعت تولید تراشههای رایانهای داشته باشیم. اینتل که از روزهای اولیه عرضه رایانههای شخصی تراشههای ویژهای را برای این دسته از محصولات الکترونیکی به بازار عرضه کرده، در قالب قرارداد جدیدی که هفته گذشته بهطور رسمی از آن پردهبرداری شد به بازار دستگاههای الکترونیکی همراه وارد خواهد شد.
براساس این قرارداد، شرکت اپل از تراشههای تولید شده توسط شرکت اینتل در نسل جدید آیفونهای خود استفاده خواهد کرد. موضوعی که شاید در نگاه اول برتری اینتل بر کوالکام (رقیب اینتل در تولید پردازنده) را نشان دهد و بهویژه برای اینتل خوشایند بهنظر برسد، اما از دیدگاهی متفاوت، نوید بخش نبرد قریبالوقوع میان شرکتهای فعال در سطح اول بازار تکنولوژی است. این خبر همچنین نمایانگر بروز مشکلی عمیق در این سطح از بازار هم هست. مشکلی که از پایان نبرد بر سر افزایش سرعت رایانههای شخصی خبر میدهد.
پردازنده کوچکتر، مشکلات بزرگتر
براساس قانونی جدید و البته نانوشته در دنیای آیتی، ریزپردازندهها رفته رفته در مرحله تولید به محدودیت ابعاد نزدیک میشوند. از جمله دلایل این امر، افزایش احتمال بروز مشکلات مختلف در خط تولید دستگاههای تولیدکننده پردازندههای کوچکتر است. این دستگاهها مرتبا نیاز به سطح بالاتری از دقت در امر ساخت و عرضه این ریزپردازندهها دارند و کوچکتر شدن ابعاد پردازندهها چالشهای بزرگتری را برای تولیدکنندگان ایجاد میکند. براساس قانون مور هر سال تعداد ترانزیستورهای موجود روی پردازندهها دوبرابر میشود، اما امروزه تنها روی یک ترانزیستور با ابعاد یک سکه بسیار کوچک میلیاردها ترانزیستور تعبیه شده است. دوبرابر شدن میلیاردها ترانزیستور تفاوت بزرگی با دوبرابر شدن صدها، هزاران و حتی میلیونها ترانزیستور دارد و همین دردسر اصلی در نگاه داشتن شتاب و روند رشد است. نخستین محدودیتها در افزایش سرعت پردازندهها از حدود 10 سال قبل خود را نشان داد وقتی اندازه ترانزیستورها به ۹۰ نانومتر (یا یک صدم پهنای موی انسان) رسید. آن مشکلات با گذاشتن محدودیت پردازش حل شد اما مشکل هنوز ادامه داشت. ترانزیستورهایی که در کنار هم قرار میگیرند بر عملکرد هم تاثیر میگذارند و حالا که به ۲۸ نانومتر رسیدهاند دیگر از برخی قوانین فیزیک هم تبعیت نمیکنند. به همین دلیل عملکرد آنها غیر قابل پیشبینی میشود و همین باعث خواهد شد نتوان از این پردازندهها در بخشهای حساس مثلا در صنعت حمل ونقل یا صنایع هستهای استفاده کرد.
اقتصادی هم نیست
اما اگر تصور کنید این مشکل فقط یک مشکل علمی است، راه را به اشتباه رفتهاید. موضوع اصلی محصولی مثل پردازنده موضوع اقتصاد آن است. اگر تولید یک محصول اقتصادی نباشد تولید آن اشتباه است حتی اگر از نظر علمی تولید آن امکانپذیر باشد. برای ساخت پردازندههایی در این سطح باریک و کوچک مهندسان از تکنیکی تحت عنوان فوتولیتوگرافی استفاده میکنند. ماشینهای مخصوص این تکنیک برای ساخت پردازنده هرکدام ۵۰ میلیون دلار قیمت دارند. براساس گزارش جدید موسسه مکنزی اگر پردازندههای فعلی بخواهند دوبرابر کوچکتر شوند نیاز به تولید ماشینهایی به ارزش ۱۰ میلیارد دلار خواهد بود.
طی سالهای اخیر رقابت در چنین شرایطی به بالاترین سطح در نوع خود رسیده و هزینه تولید چنین ریزپردازندههایی سر به فلک گذاشته و بازیگران اصلی این سطح از بازار تنها با صرف سرمایههای میلیارد دلار توانستهاند همچنان به فعالیت و حضور در بازار ادامه دهند. به همین دلیل در بازار فقط سامسونگ، اینتل و کوالکام به لطف سرمایهگذاریهای میلیاردی توانستهاند در این رقابت زنده بمانند.
Linley Gwennap مدیر یک شرکت تحلیلگر در سیلیکون ولی در این خصوص میگوید:
«سامسونگ، اینتل و مایکروسافت چیزی حدود 37 میلیارد دلار برای سرپا نگه داشتن قانون مور هزینه کردهاند اما از دیدگاه اقتصادی باید اعتراف کرد این قانون به پایان خط رسیده است.»این شرکتها هر دو سال یکبار یک استراتژی دو ساله در زمینه صنعت پردازنده به بازار اعلام میکنند و اوایل امسال هم زمزمههایی مبنی بر اینکه دیگر نمیتوانند به قانون مور پایبند باشند را از آنها شنیدهایم.
جهان بعد از مور
با اتمام این سرمایهها و رسیدن به سقف محدودیتهای یادشده، روند افزایش سرعت رایانههای شخصی نیز متوقف شده و محصولات مرتبط مانند هدستهای واقعیت مجازی، ابزارهای فعال در بستر اینترنت اشیا یا نمونههای مجهز به هوش مصنوعی نیز با محدودیتهای مشابه روبه رو خواهند شد.
به نوعی میتوان انتظار داشت که موضوع سرعت پردازنده و افزایش آن دیگر به راحتی توسط شرکتهای تولیدکننده بهعنوان یک امکان جدید عنوان نخواهد شد و مسیرهای جایگزین برای کاهش منابع و صرفهجویی در مصرف پردازش را در دستگاههای دیجیتالی آینده شاهد خواهیم بود. قانون مور باعث شده بود منبع لایتناهی از پردازش در اختیار سازندگان و تولیدکنندگان تجهیزات کامپیوتری قرار گیرد و حالا انگار این چاه نفت به پایان خود رسیده و برای بقا باید به سراغ روشهای دیگر رفت. حالا بار دیگر مقدمه ذکر شده درخصوص قانون مور را مرور کنید. قانونی که در عمل باعث شده آیفونهای امروزی از قدرت محاسباتی مشابه با کل سفینه فضایی آپولو در ماموریت فضایی سفر به ماه در سال 1969 میلادی بهرهمند شوند.
در واقع، بدون وجود قانون مور پیشرفتهای گوگل، فیسبوک، اوبر و Airbnb نیز بیمعنا خواهد بود، اما آنچه مسلم است، سرعت پیشرفت شرکتها در این حوزه، دیگر یارای رقابت با توصیفات قانون مور را نخواهد داشت. سه ماه پیش اینتل در مکاتبه با رگولاتوریها از کاهش روند عرضه تراشههای جدید خبر داده بود و این در حالی است که جدیدترین ترانزیستور تولیدی این شرکت، تنها 100 اتم دارد. همانطور که میدانید، هرچه تعداد اتمهای ترانزیستور کمتر باشد، بهینهسازی و ایجاد تغییرات در آن سختتر خواهد بود. با روند فعلی، در سال 2020 میلادی ترانزیستورها احتمالا از 10 اتم تشکیل خواهند شد. به بیان دیگر، مهندسان و محققان به محدودیت ساختاری در چارچوبهای فیزیکی برخورد خواهند کرد.
با خروج قانون مور از این چرخه، بازار تولید نیمههادیها عملا هیچ چشماندازی برای عرضه در دو سال آینده خود نخواهد داشت. این امر همین حالا نیز به تغییر سیاستهای شرکتها و پیادهسازی روشهای جایگزین و مبتکرانه منجر شده است. در این راستا فیسبوک و آمازون دیتاسنترهای مخصوص به خود را طراحی کردهاند، مایکروسافت فرآیند تولید تراشههای انحصاری خود را کلید زده و اینتل نیز راهکار ورود به بازار تولید سختافزارهای ویژه دستگاههای الکترونیکی همراه را در دستورکار قرار داده است. در نگاهی متفاوت، بهپایان رسیدن قانون مور به منزله پایان حیات و تکاپو در بازار IT نخواهد بود بلکه به تغییر سیاستهای کلی شرکتها منجر خواهد شد.
