Arvutid ei saa lõputult kiiremaks muutuda

Siim Sepp Skype: siim.sepp@ut.ee

Loe kommentaare (2) Samal teemal (1)

Kahe aasta eest ostetud arvuti tundub juba vanana. Uued müügil olevad mudelid on märgatavalt võimsamad ning nii on see olnud juba aastakümneid. Võib näida, et selline areng saab jätkuda lõputult, kuid tegelikult see nii ei ole. Ka arvutite kiirusel on suurim võimalik väärtus, mida ületada ei saa.

Hetkel on kiiruse ülempiir küll veel väga kaugel, kuid praeguse tempoga edasi liikudes tuleks lagi siiski vähem kui saja aastaga vastu. Sellisele järeldusele jõudsid Bostoni ülikooli füüsikud Lev Levitin ja Tommaso Toffoli, kirjutas LiveScience.

Inteli kaasasutaja Gordon Moore pani 40 aasta eest tähele, et protsessorite kiirus kahekordistub umbes kahe aastaga. Ta ennustas, et selline seos kehtib ka tulevikus. Moore’i tähelepanekut on hakatud nimetama Moore’i seaduseks ning viimase 40 aasta jooksul on see üldiselt küllaltki hästi protsessorite taktsageduse kiirenemist ette ennustanud. Praegune kiireim protsessor teeb kümne aasta tagusele rekordiomanikule ära 30-kordselt.

Protsessorite komponendid muutuvad järjest väiksemaks, kasutusele võetakse uusi materjale või isegi fundamentaalselt uusi lahendusi, kuid miski ei aita jagu saada fundamentaalsest piirist, mida võiks võrrelda valguse kiirusega vaakumis. „Kui uskuda Moore’i seaduse kehtimist ka tulevikus, siis jõuame selle piirini 75–80 aastaga,“ ütles Levitin.

Scott Aaronson Massachusettsi tehnoloogiainstituudist peab aga Moore’i seaduse kehtimist järgmise 75 aasta jooksul väga kaheldavaks. „Tõenäoliselt ei kehti see seaduspärasus kauem kui järgmised 20 aastat,“ ennustas ta.

1980. aastate algul kirjeldas Levitin elementaaroperatsiooni, mis on kõige lihtsam ehk elementaarsem kvantarvuti poolt läbiviidav operatsioon. Nüüd avaldas ta koos Toffoliga ajakirjas Physical Review Letters artikli, milles antakse minimaalne võimalik ajavahemik sellise operatsiooni sooritamiseks. See ongi aluseks väitele, et arvutid saavad samas tempos kiiremaks muutuda veel umbes kolmveerand sajandit. Tänastest kiirematest protsessoritest on kiireima võimaliku arvuti võimsus piltlikult küll veel valgusaastate kaugusel. Nimelt peaks hetke võimsaim protsessor muutuma kümme kvadriljonit korda võimsamaks, enne kui teoreetiline lagi vastu tuleb.

Tõenäoliselt teoreetilise piirini siiski 75 aastaga ei jõuta. Tehnoloogilised raskused hakkavad Moore’i seadust aeglustama ning arvuteid saab küll lõputult kiiremaks teha, kuid kiirenemise tempo aeglustub ning maksimumväärtust ei saavutata kunagi.

„Füüsikateoreetiku pilgu läbi vaadates on ülempiiri olemasolu hea. See võib tunduda kurb, et arvuteid ei saa teha lõputult kiiremaks, kuid füüsikateooria, mis lubaks lõputult kiireid arvuteid, on juba iseenesest ilmselgelt vigane,“ ütles Aaronson.