Прощай, закон Мура: почему будущее информационных технологий уже не там, где мы думали?
В 1965 году Гордон Мур обратил внимание, что количество транзисторов на квадратный дюйм интегральных схем постоянно увеличивалось примерно в два раза каждый год. На базе этого наблюдения исследователь спрогнозировал, что вычислительная мощность компьютеров соответственно будет расти примерно каждые два года. Позже Мур уменьшил срок до восемнадцати месяцев, потому что темпы производства стали снижаться. Закон Мура стал важнейшей основой для понимания информатики, электроники и экономики.
В течение последних десятилетий определение закона изменилось, да и сам он многократно был поставлен под сомнение. Теперь, кажется, пришло время и вовсе отказаться от этого правила. В новом исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Nature Nanotechnology, команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) продемонстрировала необычные магнитные свойства систем, которые уже в ближайшем будущем могут значительно улучшить методы хранения данных.
Новое слово в системе хранения данных
В настоящее время данные считываются и записываются по принципу «один бит за один раз», что достигается изменением локализации магнитных частиц. Вместо этого, новый метод использует так называемые «скирмионы» — виртуальные частицы, основанные на небольших возмущениях ориентации магнитных элементов — вкупе с электрическими полями. Эти частицы, как оказалось, могут хранить данные намного дольше, чем традиционные системы.
Джеффри Бич, адъюнкт-профессор материаловедения и инженерии в Массачусетском технологическом институте, провел исследование, в котором впервые было описано существование скирмионов, еще в 2016 году. В нем он продемонстрировал, что виртуальные частицы можно создавать в определенных местах, тогда как ранее считалось, что их местоположение при генерации было случайным. Именно это и позволило специалистам разработать улучшенную версию технологии хранения данных.
На сегодняшний день емкости для хранения данных, существующие в виде физических носителей, в общем и целом соответствуют закону Мура. Как бы то ни было, эта технология уже практически достигла своего предела, и, если заменить ее более совершенной, на основе тех же скирмионов, то и сам закон можно было бы не просто переписать, а полностью устранить. Основная причина того, почему до сих пор разработки не вышли дальше лабораторных застенков, заключаются в методах считывания информации с новых носителей. Для достижения этих целей можно использовать рентгеновскую микроскопию, но подобное оборудование стоит дорого и практически недоступно рядовому обывателю, так что устанавливать его на портативные компьютеры нецелесообразно.
Будущее информационных технологий
Существуют и другие методы для чтения данных, но все они пока остаются на бумаге. Именно создание реалистично рентабельного, дешевого и применимого для ПК оборудования и станет одной из основных задач для инженеров в ближайшие несколько лет.
Несмотря на это, эпоха закона Мура определенно подходит к концу. Он исправно доказывал свою правоту на протяжении десятилетий, поскольку информатика сама по себе была весьма новаторским направлением науки, но теперь технологии подошли к следующему этапу своего развития. Речь идет не просто об отмене формального закона, но и о смене самих представлений человека о том, каких мощностей может достигнуть обработка и хранение данных.